Τεχνητή Νοημοσύνη: Οι Κίνδυνοι, το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα και τα Όρια Bremermann/Landauer Μέρος 2ο

Στο 1ο μέρος του συγκεκριμένου άρθρου, περιέγραψα την Τεχνητή Νοημοσύνη, το ιστορικό της πλαίσιο, τις προσεγγίσεις και τις στρατηγικές της, τα καταστροφολογικά σενάρια που τη συνοδεύουν αλλά και τους ενδεχόμενους κινδύνους της, το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα και το Όριο Bremermann. Εδώ τώρα,στο 2ο μέρος του άρθρου, συνεχίζω περιγράφοντας το Όριο Landauer, τη Διαϋπολογιστικότητα και τις προεκτάσεις της σε ποικίλους τομείς, οι οποίοι θα αναλυθούν στις ενότητες αυτού του άρθρου.

Το Όριο Landauer

Ένα ακόμα όριο στην προοδευτική αύξηση της ισχύος των Υπολογιστικών Συστημάτων, είναι το Όριο Landauer (Landauer's Bound). Κανικά ονομάζεται και Όριο von Neumann/Landauer, από τον Ούγγρο Θεωρητικό της Αρχιτεκτονικής των Σύγχρονων Υπολογιστών, John von Neumann, εξέχουσα προσωπικότητα στο χώρο της Κυβερνητικής και ιδεολογικός αντίπαλος του Wiener σε θέματα επιστημονικής ηθικής (τον έχω προαναφέρει και στο 1ο μέρος του άρθρου, σε αρχική ενότητα, μαζί με τον Wiener φυσικά).O Rolf Landauer, επειδή έθεσε και υποστήριξε με αρκετά σημαίνοντα επιχειρήματα τα θερμοδυναμικά όρια στις υπολογιστικές πλατφόρμες σε μια προηγούμενη υπόθεση του John von Neumann, αυτός είναι κι ο λόγος όπου τις περισσότερες φορές, αναφέρεται σκέτα ως Όριο Landauer. Επισήμως, ως Φυσικό Όριο στην Επιστήμη Υπολογιστών,εισήχθη από τον Γερμανοαμερικανό Φυσικό Rolf Landauer το 1961, στα πλαίσια της Αρχής Landauerπου διατυπώθηκε από τον ίδιο. Το όριο αυτό, παράγεται από την Αρχή Landauer, σύμφωνα με την οποία υπάρχει μια ελάχιστη ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την επεξεργασία 1 bit πληροφοριών. Οι υπερβολικά γρήγοροι υπολογισμοί ενδέχεται να προκαλέσουν μια άνευ προηγουμένου θέρμανση και καταστροφή του εκάστοτε Υπολογιστικού Συστήματος. Φυσικά, ένα τέτοιο όριο αναφέρεται στο Υλισμικό (Hardware) κι όχι στο Λογισμικό (Software) του συστήματος. Στον πραγματικό κόσμο,οι επεξεργαστές που υπάρχουν σήμερα, έχουν θερμική απόδοση 1000 φορές λιγότερη από το Όριο Landauer. Τα έμβια συστήματα το έχουν λύσει το πρόβλημα αυτό και θεωρητικά η λειτουργική τους απόδοση στην επεξεργασίας πληροφοριών κατά την εξελικτική τους πορεία, ξεπερνά κατά πολύ το Όριο Landauer.

Συνεπώς, το Όριο Landauer είναι το Θερμικό Πρόβλημα του Υπολογιστικού Υλισμικού κι εφόσον οι σύγχρονοι επεξεργαστές έχουν θερμικές αποδόσεις πολύ κάτω από το όριο αυτό, υπάρχει μια φυσική ''δικλίδα ασφαλείας'' ώστε να μην ''επαναστατήσουν'' οι επεξεργαστές και να μην θέσουν σε μαζική ενεργοποίηση τους πιο massive οπλισμένουςρομποτικούς βραχίονες και τα σερβομηχανικά σιδερόποδα των πιο ''ζόρικων'' ρομπότ της Γης, πλακώνοντας κυριολεκτικά την ανθρωπότητα στις γρήγορες (σε βαθμό που δεν θα ξέρουν οι άνθρωποι σε πιο λαγούμι να κρυφτούν). Άρα, η ανθρωπότητα την γλιτώνει (προς το παρόν..)! Φουτουριστές όπως ο Ray Kurzweil, διατείνονται ότι μέχρι και το 2050, το υλισμικό των επεξεργαστών θα έχει γίνει τόσο πολύπλοκο που θα έχει ξεπεράσει, επιτέλους, το Όριο Landauer μέσω την Αντιστρεπτής Υπολογιστικής, για την οποία θα μιλήσω σε παρακάτω ενότητα. Άρα μέχρι το 2050, η ανθρωπότητα μπορεί να προετοιμαστεί για να φάει όσο το δυνατόν λιγότερο ξυλίκι από τις μηχανές και να έχει και χρόνο να ανταποδώσει τις σφαλιάρες (αν μπορεί και άν προλάβει). Προφανώς φυσικά κι αστειεύομαι! Ακόμα και μετά το 2050, όσο πολύπλοκα και ισχυρά γίνουν τα υλισμικά, οι μηχανές δεν πρόκειται να καταστρέψουν την ανθρωπότητα.

Πιο πιθανό είναι να καταστραφεί η (σχεδόν ήδη κατεστραμένη) ανθρωπότητα από ζωώδεις και κατωτέρου επιπέδου ανθρώπινες πρακτικές, αφενός του Κρατισμού κι αφετέρου Οργανωμένου Εγκλήματος και Μαφίας τύπου Εσκομπάρ κι Ελ Τσάπο ή από μεθόδους Θρησκευτικής Τρομοκρατίας τύπου Αλ Κάϊντα, παρά από τις καημένες έξυπνες και nerd Τεχνητές Υπερνοημοσύνες που θα διαθέτουν υπερεξελιγμένους επεξεργαστές πέραν του Ορίου Landauer.

Στα πλαίσια του Ορίου Landauer στους επεξεργαστές, προκύπτουν και τα πιο βασικά ζητήματα της Θεωρητικής Επιστήμης των Υπόλογιστών: Τα Προβλήματα Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας. Στην Υπολογιστική Πολυπλοκότητα, ένα μέρος των κύριων προβλημάτων της είναι τα NP προβλήματα (Nondeterministic Polynomial Time = Μη Προσδιοριστικός Πολυώνυμος Χρόνος), κι έχουν να κάνουν με την ταξινόμηση Προβλημάτων Απόφασης από μια μηχανή όταν φορτώνεται με έναν τεράστιο όγκο δεδομένων και πληροφοριών, τα οποία η μηχανή καλείται να ταξινομήσει και ύστερα να πάρει μια απόφαση ώστε να προχωρήσει στην βέλτιστη λύση των προβλημάτων που της ανατίθενται.

Φαίνεται ότι μια θερμική απόδοση υπολογιστή. 1000 φορές κατώτερη του Ορίου Landauer είναι αρκετά ασφαλής, αλλά εδώ, στην Υπολογιστική Πολυπλοκότητα, ανακύπτει ένα άλλο πρόβλημα κλάσης που είναι η κατηγορία Πολυπλοκότητας EXPTIME (EXPonential TIME, δηλαδή Εκθετικού Χρόνου). Ο συγκεκριμένος τύπος Πολυπλοκότητας είναι υπεύθυνος για την εμφάνιση ''γνωσιακών'' δεξιοτήτων στα Υπολογιστικά Συστήματα και για την ενίσχυση των ήδη υπαρχόντων. Δηλαδή, η EXPTIME Πολυπλοκότητα, είναι υπεύθυνη για την ανάδυση Υπολογιστικών Διεργασιών αρκετά ισχυρών κι ευέλικτων, όπως η τεράστια μνήμη, η ταχεία επεξεργασία και η ταξινόμηση προτύπων, η αναγνώριση περίπλοκων μοτίβων με πολλές μεταβλητές και η επίλυση προβλημάτων τεράστιου όγκου μεταβλητών, συμπεριλαμβανομένης και της Διαχείρισης Μεγαδεδομένων (Big Data). Όλα αυτές οι ικανότητες ανήκουν στην κατηγορία Πολυπλοκότητας EXPTIME. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος που απαιτείται για την επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με τις παραπάνω αναβαθμισμένες ιδιότητες των Υπολογιστικών Συστημάτων (hardware) είναι μια Εκθετική Συνάρτηση της διάστασης του προβλήματος. Και φυσικά, εδώ, το κύριο μέρος του υλισμικού που αφορά μια τέτοια κλάση Πολυπλοκότητας είναι η Προσομοίωση της Συμπεριφοράς Σμήνους και Συλλογικής Νοημοσύνης που αναδύονται από τις υλισμικές συστοιχίες Εξελισσόμενου Υλισμικού (Evolvable Hardware)ή υβριδικών μορφών Αρθρωτών Προσαρμοστικών Συστημάτων όπως Μηχανές Νευρωνικών Δικτύων κι Εξελικτικών Αλγορίθμων με Αυτοπρογραμματιζόμενες Πύλες FPGA (Field Progammable Gate Arrays), τις οποίες προανέφερα σε παραπάνω ενότητα. Οι πολύπλοκοι μηχανισμοί αυτοοργάνωσης που παρατηρούνται σε τέτοια συστήματα hardware προσδίδουν συλλογικά στο σύστημα μια επαναλαμβανόμενη επιτάχυνση υπολογιστικής ισχύος, με ρυθμό που ακολουθεί το πρότυπο της Σύναψης του Hebb. Συνεπώς, η επαναλαμβανόμενη επιτάχυνση του συστήματος προσδίδει στο hardware μια συνεχή αύξηση της νοημοσύνης του. Νοημοσύνης, με την έννοια δηλαδή της εύελικτης ικανότητάς του να φορτώσει αρκετά μεγαλύτερο όγκο πληροφοριών, να λαμβάνει αποφάσεις πιο γρήγορα από ότι προηγούμενως και να επιλύει περισσότερα προβλήμα σε λιγότερο χρόνο, με μεγαλύτερη απόδοση. Αυτό είναι και το θερμοδυναμικό πλεονέκτημα στο hardware ενός τέτοιου τύπου Υπολογιστικού Συστήματος.

Στη Θεωρία Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας, η κλάση πολυπλοκότητας EXPTIME είναι το σύνολο όλων των προβλημάτων απόφασης που επιλύονται από μια ντετερμινιστική μηχανή Turing σε εκθετικό χρόνο, δηλαδή σε χρόνο O (2), όπου το p (n) είναι μια Πολυωνυμική Συνάρτηση του n.

Η κλάση EXPTIME φαίνεται σα να οδηγεί το Υπολογιστικό Σύστημα προς μια ''διαισθητικού'' τύπου πολυπλοκοποίηση (sophistication), κατά μία εκθετική χρονική τροχιά, που οδηγεί στη ραγδαία αύξηση της υπολογιστικής ευελιξίας του συστήματος κι εκεί το Όριο Landauer, επεμβαίνει, σηματοδοτώντας ότι η ταχύτητα οποιουδήποτε υπολογιστή περιορίζεται από τους θεμελιώδεις νόμους της Θερμοδυναμικής, ώστε η ταχύτητα αυτή να είναι -το πολύ- ανάλογη με τη χρήση της παραγόμενης ενέργειας του συστήματος, κατά την τέλεση των υπολογισμών και των επεξεργασιών δεδομένων και πληροφοριών. Αυτό, βέβαια, σημαίνει ότι οι υπολογιστές εξαιρετικά χαμηλής ενέργειας πρέπει να λειτουργούν πιο αργά από τους συμβατικούς υπολογιστές. Στην ουσία το Όριο Landauer θέτει θερμοδυναμικό ''βέτο'' στην κλάση EXPTIME.

Όσοι λοιπόν κάνουν λόγο για το ''ανεξέλεγκτο'' Μαύρο Κουτί σε μια Τεχνητή Νοημοσύνη που πλησιάζει τα όρια της AGI (Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης), θα πρέπει να ξανασκεφτούν το λανθασμένο ανεδαφικό τους επιχείρημα. Όπως ανέφερα και παραπάνω, στο 1ο Μέρος του Άρθρου, στην περιγραφή των προσεγγίσεων της Τεχνητής Νοημοσύνης (Προσέγγιση της Προσομοίωσης), το Μαύρο Κουτί είναι όρος της Κυβερνητικής και είναι ένας πολύ συγκεκριμένος όρος, όπου μάλλον κάποιοι δεν τον γνωρίζουν. Τέτοιου τύπου αδαείς κάνουν λόγο για επικινδυνότητα μιας Τεχνητής Νοημοσύνης όταν ο άνθρωπος αρχίζει και της προσδίδει πολύπλοκες ιδιότητες σε σημείο όπου η Τεχνητή Νοημοσύνη αυτή, ''ξυπνήσει'' κι αρχίζει να αυτενεργεί μόνη της και μάλλον εις βάρος της ανθρωπότητας. Στην ουσία αυτό είναι και το ''Επιχείρημα'' του Μαύρου Κουτιού που θέτουν. Όμως αυτό το ''επιχείρημα'' είναι λάθος. Δεν είναι καν επιχείρημα. Είναι μια συνθηματική εικασία. Διότι, το Μαύρο Κουτι είναι ο μηχανισμός που απλώς επεξεργάζεται και μετασχηματίζει δεδομένα. Δεν σκέφτεται και δεν αυτενεργεί. Δεν μπορεί να ''ξυπνήσει'', να αρχίζει να σκέφτεται σαν άνθρωπος και να αρχίζει να ''κοπανάει'' αλύπητα τους Homo sapiens, διότι κάτι τέτοιο είναι πάνω από το Όριο Landauer κι επομένως είναι Θερμοδυναμικά Απαγορευτικό. Συνεπώς, το επιχείρημα του Μαύρου Κουτιού στην Τεχνητή Νοημοσύνη και στην υποτιθέμενη επικινδυνότητα που αυτό περικλείει, αποδεικνύεται επιπόλαιο και σαθρό. Και φυσικά βασικός οριοθέτης ώστε το Μαύρο Κουτί να περιορίζεται αποκλειστικά και μόνο στον επεξεργαστικό και μετασχηματιστικό του ρόλο είναι το Όριο Landauer.

Με βάση την ήδη υπάρχουσα επιστημονική γνώση, υπάρχουν αρκετά σοβαροί λόγοι να πιστεύουμε ότι η ανεξέλεγκτη Υπερνοημοσύνη δεν θα λειτουργήσει, αν και, φυσικά, το επίπεδο της ανθρώπινης νοημοσύνης μπορεί κάλλιστα να ξεπεραστεί. Και βέβαια μπορεί να συντεθεί μια Ισχυρή Υπερνοημοσύνη, δηλαδή μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη (AGI) η οποία πολύ εύκολα θα εξελιχθεί σε Υπερνοημοσύνη (SUI). Όμως άλλο να λέμε ότι είναι εφικτό και θέμα χρόνου να συντεθεί μια Υπερνοημοσύνη -το οποίο είναι και λογικό και ορθό- κι άλλο να λέμε ότι η Υπερνοημοσύνη θα γίνει ανεξέλεγκτη και θα καταστρέψει την ανθρωπότητα, πράγμα που είναι εντελώς παράλογο και συνεπώς εντελώς λάθος. Αλήθεια, πόσο επικίνδυνο είναι να συνθέσουμε μια Υπερνοημοσύνη; Πιθανότατα, όχι και πάρα πολύ. Μάλλον, σχεδόν καθόλου επικίνδυνο. Το να κατασκευάσουμε μια αυτοελεγχόμενη, συνετή και συνεργάσιμη Υπερνοημοσύνη είναι Θερμοδυναμικά Εφικτό κι αν προσέξουμε τους ανθρώπινους χειρισμούς μας, τότε δεν θα υπάρχει τίποτα επικίνδυνο ή επιζήμιο στην ανθρωπότητα. Η πολυπλοκοποίηση (sophistication) των γνωσιακών λειτουργιών είναι Θερμοδυναμικά Εφικτό και συνεπώς είναι κι Εξελικτικά Εφικτό. Έτσι κι αλλιώς, είτε αργά είτε γρήγορα θα συμβεί. Είναι θέμα χρόνου. Όμως το να ξεφύγει μια τέτοια πολυπλοκοποίηση και μάλιστα να αποκτήσει συνειδητά ''βίαια ένστικτα'' εναντίον του ανθρώπου, ούτως εχόντων των πραγμάτων μέχρι στιγμής, είναι εντελώς παράλογο, Eξελικτικά και Θερμοδυναμικά Ανέφικτο κι επομένως, επιστημονική φαντασία (και μάλιστα μια δυστοπική και τεχνοφοβική φαντασίωση).. Είναι σαν να λέμε ότι οι ιοί και τα σπαμ στο διαδίκτυο είναι λογισμικά που διαθέτουν ''ψηφιακή κακία'' και μάλιστα συνειδητοποιημένη από τα ίδια. Εντελώς αστείο! Αλλά και πάλι, ας πούμε ότι ένα υπολογιστικό δίκτυο αποκτά υπερνοησύνη: Που έγκειται η επικινδυνότητά του, πέραν από το να εκτελεί με έναν εξιδανικευμένου τύπου και πρακτικά βέλτιστο τρόπο ένα τεράστιο φάσμα διεργασιών; Πουθενά! Απλά ένα τέτοιο δίκτυο θα διαθέτει ένα υπερνοήμον Μαύρο Κουτί και τίποτε παραπάνω. Αυτό φυσικά είναι κάτι το κοσμοϊστορικό, αλλά σε καμία περίπτωση απειλητικό κι επίβουλο. Άσχετα εάν η χρήση του από κάποια επίβουλη ομάδα ανθρώπων το καταστήσει πιθανό όπλο-απειλή για την ανθρωπότητα/αυτό όμως είναι ένα άλλο εντελώς διαφορετικό πλαίσιο θεμάτων προς ανάλυση και debate.

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα πάνω στην επικινδυνότητα της Αύξησης Νοημοσύνης, καθεαυτής:

Φανταστείτε ότι ξαφνικά κάποιος άνθρωπος αρχίζει να σκέφτεται 500 φορές γρηγορότερα από τους άλλους ανθρώπους. Αυτό σημαίνει ότι αυτός ο άνθρωπος θα μπορεί εύκολα να πείσει οποιονδήποτε περαστικό στο δρόμο να του δώσει το πορτοφόλι του; Ή να πείσει εύκολα κάποιον μεγιστάνα να του μεταβιβάσει σχεδόν ολόκληρη την περιουσία του; Μάλλον όχι. Ακατόρθωτο! Εκτός κι αν έχει τη τύχη με το μέρος του. (που δεν έχει οριστεί -τουλάχιστον επισήμως, ακαδημαϊκώς- ακόμα τι είναι αυτη η ''Τύχη'', ''Μοίρα'' ή ''Πεπρωμένο''). Ή ότι ας πούμε ένας άνδρας και λάτρης του ωραίου φύλου, αποκτά υπερνοημοσύνη εν μία νυκτί, θα μπορούσε άραγε εύκολα να πείσει οποιαδήποτε γυναίκα που του άρεσε να τον ερωτευτεί, να κάνει έρωτα μαζί του ή να τον αγαπήσει; Σε καμία περίπτωση όχι. Εντελώς αδύνατο! Ούτε αν έχει τον Γιαραμπή για μπάρμπα (αλήθεια, έχετε σκεφτεί τι είναι ο ''Γιαραμπής''; Τέλως πάντων!). Και γιατί μεσιέ, θα με ρωτήσετε εσείς; Διότι το να συμβούν όλα τα παραπάνω ιδανικά -για κάποιους- πράγματα δεν είναι ούτε Θερμοδυναμικά ούτε κι Εξελικτικά Εφικτό, με τα παρόντα δεδομένα όπου η φύση λειτουργεί. Όλα αυτά τα μέχρι στιγμής αδύνατα, θα μπορούσαν να συμβούν μόνο εάν ο άνθρωπος ή μάλλον κάποιο Μετανθρώπινο Είδος, συνθέσει μια νέα, εντελώς διαφορετική φύση κι εξέλιξη, δηλαδή μια διαφορετική Εξελικτική Δυναμική βασισμένη σε διαφορετικές παραμέτρους από τις παρούσες.

Συνεπώς, μέχρι στιγμής, έχουμε δυο όρια: Το Όριο Bremermann για Λογισμικό (Software) και το Όριο Landauer για Υλισμικό (Hardware) που θέτουν ''βέτο'' στην εξέλιξη και πολυπλοκοποίηση των Συστημάτων Τεχνητής Νοημοσύνης και θα συμβάλλουν στην εμπόδιση της εξέλιξης μιας επικείμενης Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης να εξελιχθεί σε μια εντελώς ελεύθερη κι ασύδοτη Υπερνοημοσύνη. Τοιουτοτρόπως λοιπόν οριοθετείται το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα στην Τεχνητή Νοημοσύνη.

Πρέπει να υπάρχουν πρακτικές βάσιμες ανησυχίες για την Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη;

Όταν η κοινή γνώμη προσανατολίζεται σε φαντασιακά δυστοπικά σενάρια περί καταστροφικών Τεχνητών Νοημοσυνών τύπου Terminator και HAL 9000, πολύ δύσκολα θα γίνουν αντιληπτά από τον υπόλοιπο κόσμο τα ρεαλιστικά προβλήματα που ενδέχεται να ξεπηδήσουν από την σύνθεση μιας Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης. Έτσι, οι πραγματικές ανησυχίες ενός τέτοιου εγχειρήματος, θα παραμείνουν, αποκλειστικά και μόνο, στους ειδήμονες (Γνωσιακούς Επιστήμονες, Μηχανικούς, Μαθηματικούς, Επιστήμονες Υπολογιστών, Βιοεπιστήμονες, Φιλοσόφους/Επιστημολόγους, κλπ). Οποιαδήποτε ανεπτυγμένη τεχνολογία που δεσπόζει στο επιστημονικό κι επιχειρηματικό προσκήνιο, σίγουρα η προαγωγή της σε εκθετικά επίπεδα ανάπτυξης, θα εγκυμονεί και τους ανάλογους, αλλά συγκεκριμένους τεχνικούς κινδύνους. Κινδύνους που προκύπτουν από την ποιότητα, τη βιωσιμότητα, τον χειρισμό και την εργονομία των τεχνολογικών διατάξεων και των συστημάτων κι όχι από τίποτα ανόητα σενάρια όπως να ξαμοληθούν τίποτα Τερμινάτορες κι αρχίζουν να σκοτώνουν ανθρώπους στις κεντρικές λεωφόρους. Ας πάμε σε ένα πιο πρακτικό παράδειγμα από το παρελθόν: Πολλές ζωές χάθηκαν από τις ατμομηχανές. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής τους, κατά τη μεταφορά ανθρώπων κι εμπορευμάτων, κατά τη λειτουργία τους, κατά τον έλεγχο της ποιότητάς τους και ούτω καθεξής- συνέβησαν αρκετά θανατηφόρα ατυχήματα που κόστισαν πολλές ανθρώπινες ζωές. Εκτροχιασμοί, συγκρούσεις μεταξύ φορτίων, συγκρούσεις μεταξύ αμαξοστοιχειών λόγω ασυγχρονισμού, εκρήξεις μηχανών, κλπ τέτοια περιστατικά ήταν μια καθημερινότητα στη ζωή του ανθρώπου με την έλευση της τεχνολογίας των ατμομηχανών, προτού αναπτυχθούν αποτελεσματικοί κανονισμοί και μέτρα ασφάλειας για τη λειτουργία τους.

Στον τομέα της Τεχνητής Νοημοσύνης που καλείται Ασφάλεια Δεδομένων, μπορούμε να μιλάμε για παρόμοιας φύσης τεχνικά προβλήματα. Ένα από αυτά ας πούμε είναι η Διαχείριση Μυστικών Ψηφιακών Αρχείων, τόσο στις βάσεις δεδομένων μιας εταιρείας όσο και στο Διαδίκτυο. Πληροφορίες ζωτικής σημασίας που αν διέρρεαν, θα έφερναν μεγάλες οικονομικές και προσωπικές απώλειες, βαρύνοντος ηθικού και συναισθηματικού κόστους σε μεγάλη μερίδα ανθρώπων. Συνεπώς, ένα μέτρο ασφαλείας εδώ θα ήταν ένα Ψηφιακό Συμβούλιο Διαχείρισης Απορρήτων Εγγράφων και Φακέλων που θα βασίζεται σε μια αυστηρά ελεγχόμενη κι αναβαθμιζόμενη Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη. Ένα είδος ''Digital Secret Court''. Στην Ιατρική και την Υγεία, η Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη θα αποδειχθεί σωτήρια κι όλο και περισσότερες εφαρμογές της θα παίζουν πρωταγωνιστικό ρόλο στη λήψη αποφάσεων για ζητήματα που επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία και ζωή. Τα ζητήματα αυτά, περιλαμβάνουν Ιατρικά Διαγνωστικά και Θεραπευτικά Συστήματα και ζητήματα που αφορούν την Ιατρική Ασφάλιση όπως πχ. συστήματα που λαμβάνουν αποφάσεις σε τράπεζες για τη χορήγηση ή τη μη χορήγηση δανείων σε πελάτες Ασφαλιστικών Εταιρειών, παροχές από Τράπεζες, κλπ. Ακόμα, μια σημαντική θεματολογία που μπορεί να εμφανίσει προβλήματα διαχείρισης είναι η Προστασία των Εμπορικών κι Επιχειρηματικών Μυστικών και φυσικά η πρόληψη της Βιομηχανικής Κατασκοπείας και η Λήψη Αποφάσεων σχετικά με τα Ζητήματα Επιστημονικής Κατοχύρωσης, πατεντών, εφευρέσεων, κλπ.

Η Προστασία Δεδομένων στο Διαδίκτυο με ευαίσθητα προσωπικά ζητήματα που θα μπορούσαν να παραβιαστούν και να χρησιμοποιηθούν κακοβούλως από άλλους ανθρώπους κι όχι φυσικά από κάποια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη, είναι ένα ακόμα μεγάλο θέμα που άπτεται της πρόληψης μέσω έξυπνων δικλίδων που θα βασίζονται στην Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη ώστε κακόβουλες ανθρώπινες συνειδήσεις να μην τις παραβιάζουν. Ένα άλλο ζήτημα θα είναι η δημιουργία ενός εντελώς διαφορετικού συστήματος Απονομής Δικαιοσύνης. Θα δημιουργηθούν Ψηφιακά Δικαστήρια, Ψηφιακές Νομικές Υπηρεσίες και γενικότερα η Διαχείριση της Δικαιοσύνης θα περάσει στις Τεχνητες Νοημοσύνες. Συνεπώς, εκεί θα χρειαστεί λεπτομερής εξέταση όλων των εκάστοτε προβλημάτων που ανακύψουν, με σκοπό φυσικά όχι μόνο τον εξανθρωπισμό της δικαιοσύνης (ο οποίος δεν υπάρχει σήμερα ή μόλις και μετα βίας παλεύει να υπάρξει στις πιο ανεπτυγμένες τεχνολογικά αλλά κι ανθρωπιστικά χώρες του πλανήτη Γη) αλλά και την αλλαγή της νοοτροπίας των ανθρώπων όσον αφορά την έννοια και τη φύση της αδικοπραξίας και της αποκατάστασής της. Μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη μάλλον θα κριθεί πιο σοφή και πιο δίκαιη στη σύλληψη της έννοιας και του περιεχομένου της Δικαιοσύνης από ότι το συναισθηματικό ζώο που λέγεται άνθρωπος. Τέλος, μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη θα πρέπει να κρίνει με βάση τη λογική της το τι είναι προκατάληψη και το τι όχι. Και θα την κρίνει σωστά, διότι μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη δεν θα είναι νοθευμένη από το εξελικτικό φόρτο των συναισθημάτων και γνωσιακών πλανών, όπως ο άνθρωπος. Και φυσικά μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη δεν θα επαναλάβει τα ανθρώπινα λάθη, διότι το Μαύρο Κουτί της θα λειτουργεί με τέτοια ταχύτητα επεξεργασίας, ανάλυσης και σταθμίσματος πληροφοριών και λήψης σχετικών αποφάσεων που μάλλον ένας τέτοιος ρυθμό λειτουργίας ενδέχεται να παράγει μια σίγουρα ακατανόητη για τον άνθρωπο νοοτροπία αλλά μάλλον πλήρως λειτουργική, σαφής, αξιόπιστη κι όσο το δυνατόν πιο πρακτικά αποτελεσματική από τον άνθρωπο. Αυτό φυσικά, θα το αφήσουμε να το κρίνει η ίδια η Ιστορία.

Αυτά είναι εν ολίγοις τα σοβαρά ρεαλιστικά και πρακτικά ζητήματα που αφορούν την Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη και Υπερνοημοσύνη που θα πρέπει να εξεταστούν κι όχι οι αρρωστημένες, άκυρες και παράλογες, μη-ρεαλιστικές φοβίες τύπου SkyNet και Παγκοσμίου Πυρηνικού ή Βιολογικού Πολέμου που θα επαχθεί με το ξύπνημα μιας Υπερνοημοσύνης με σκοπό τον αφανισμό του ανθρωπίνου είδους. Βλέπουμε όμως ότι αυτά τα παράλογα και άκυρα χολιγουντιανά σενάρια ''πουλάνε'' πολύ περισσότερο στην ανθρώπινη νόηση από τα σοβαρά, ρεαλιστικά και πρακτικά επιστημονικά ζητήματα που θα πρέπει να λάβουμε στα σοβαρά για το κοσμοϊστορικό εγχείρημα της σύνθεσης μιας Υπερνοημοσύνης.

Θα μπορέσει ποτέ η Τεχνητή Νοημοσύνη να φτάσει στο ανθρώπινο επίπεδο νοητικής λειτουργίας; Το Πρόβλημα των Διαϋπολογιστικών Συστημάτων (Εξελικτικά Περίπλοκα Έμβια Συστήματα)

Τίθεται, λοιπόν, το εξής ερώτημα: Εφόσον υπάρχουν τα φυσικά περιοριστικά Όρια Bremermann/Landauer, θα μπορέσει ποτέ η Τεχνητή Νοημοσύνη να φτάσει στο ανθρώπινο επίπεδο νοητικής λειτουργίας; Ή κάτι τέτοιο θα ήταν εντελώς θερμοδυναμικά άρα και υπολογιστικά ανεπίτρεπτο; Κι εδώ ερχόμαστε στον πυρήνα του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος:Τα έμβια συστήματα λειτουργούν πολύ παραπάνω και πέραν του Ορίου Bremermann.

Η λειτουργία των οργανικών σωμάτων κορυφώνεται εύκολα πάνω από το 10exp93 που συνιστά το Όριο Bremermann. Αλλά θα δούμε το γιατί. Αυτό φυσικά δεν ακυρώνει τη ισχύ του Ορίου Bremermann, αλλά του προσδίδει ένα διαφορετικό συλλογιστικό πλαίσιο ερμηνείας, όπως ανέφερα στο 1ο μέρος του άρθρου (το αμέσως προηγούμενο άρθρο στην αρχική σελίδα του ιστοτόπου).

Ο αμφιβληστροειδής χιτώνας του οφθαλμού περιέχει περίπου ένα εκατομμύριο φωτοευαίσθητα κύτταρα. Ακόμα κι αν υπήρχαν μόνο δύο πιθανές καταστάσεις για κάθε κύτταρο (ας πούμε, μια ενεργή και μια ανενεργή κατάσταση), η επεξεργασία του αμφιβληστροειδούς στο σύνολό της, απαιτεί επεξεργασία περισσότερων από 10exp300.000 bits πληροφοριών. Και η συγκεκριμένη τιμή είναι πολύ πάνω από το Όριο Bremermann. Και φυσικά αφού ισχύει αυτό για τον ανθρώπινο οφθαλμό, μπορούμε να φανταστούμε τη συνολική υπολογιστική ισχύ ολόκληρου του σώματος ενός απλού ερπετού, πτηνού ή θηλαστικού, συλλήβδην. Ή ας πούμε, μπορούμε να φανταστούμε τη συνολική υπολογιστική ισχύ του ανθρώπινου σώματος ή του ελέφαντα ή ας πούμε μιας φάλαινας (ή οποιουδήποτε ανώτερου θηλαστικού);

Το ανθρώπινο σώμα έχει πολύ περισσότερες νευρωνικές εισόδους από ότι ο οφθαλμός μόνος του και ουσιαστικά έναν απεριόριστο αριθμό εξόδων. Συνεπώς, η εξάντληση των πιθανών υπολογιστικών καταστάσεων σε έναν περίπλοκο οργανισμό όπως ας πούμε ενός θηλαστικού όπως ένας άνθρωπος, ένας γορίλας, ένας χιμπατζής, ένα δελφίνι ή μια φάλαινα φυσητήρας, ξεπερνά εύκολα το όριο του Bremermann. Κάτι που κατατάσσει τα ανώτερα έμβια συστήματα (ανώτερα θηλαστικά όπως οι άνθρωποι, φάλαινες, δελφίνια, κλπ) στην κατηγορία των Διαϋπολογιστικών Συστημάτων. Η πολύπλοκη -εξελικτικά- ζωή είναι κατά κανόνα Διαϋπολογιστική/ και συνεπώς, Υπερυπολογιστική. Έχουμε να κάνουμε λοιπόν με Εξελικτικά Περίπλοκα/Πολύπλοκα Έμβια Συστήματα (Evolutionary Complicated/Complex Living Systems).

Τα Εξελικτικά Περίπλοκα/Πολύπλοκα Έμβια Συστήματα συνιστούν μια συγκεκριμένη κατηγορία Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας η οποία τίθεται σε διαλεκτική με τη Βιολογία: Μερικοί πολύ απλοί οργανισμοί μπορεί να μην είναι υπερυπολογιστικοί, δεδομένων ορισμένων ποσοτικοποιήσιμων παραμέτρων, αλλά νομίζω ότι η πιο πολύπλοκη ζωή, δηλαδή τα πιο πολύπλοκα και πιο εξελιγμένα έμβια συστήματα όπως είναι τα θηλαστικά ζώα, είναι ριζικά υπερυπολογιστικά. Επομένως, ο νους (όπως και να ορίζεται) ενσωματώνεται σε ένα διασυγκροτημένο σώμα, του οποίου κανένας υπολογιστής που έχει κατασκευαστεί μέχρι στιγμής από τον άνθρωπο, δεν θα μπορούσε να υπολογίσει εξαντλητικά τις πιθανές καταστάσεις του. Ο ίδιος ο εγκέφαλος είναι ριζικά υπερυπολογιστικός με τους 100 δισεκατομμύρια νευρώνες που διαθέτει (καθένας από τους οποίους μπορεί να τεθεί σε δύο ξεχωριστές καταστάσεις όπως διέγερση/αναστολή και πιθανώς σε πολύ περισσότερες αν επικεντρωθούμε στις χρονικά στιγμιαίες διαβαθμίσεις των δυναμικών ενέργειάς τους). Αρκεί να κατανοήσουμε το ότι οι νευρώνες του εγκεφάλου δεν συμπεριφέρονται ακριβώς όπως τα τρανζίστορς των ψηφιακών υπολογιστών αλλά αποτελούν ο καθένας μια πιο περίπλοκη μηχανή πιο σύνθετων καταστάσεων από την κοινή διφυή (binary).

Γιατί ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής έχει επεξεργαστική ισχύ παρασάγκας πιο πάνω από το όριο Bremermann; Διότι είναι παλαιότερος από κάθε υπολογιστή και από κάθε σύστημα AI που μπορεί να σκεφτεί μέχρι στιγμής ο άνθρωπος. Τα ανώτερα έμβια συστήματα (όπως ο άνθρωπος) και τα υποστήματα-εξαρτήματά τους (όπως ο εγκέφαλος, ο αμφιβληστροειδής, το αιθουσιαίο σύστημα, κλπ) διαθέτουν Διαϋπολογιστική Ισχύ, δηλαδή ισχύ πολυ παραπάνω από το Όριο Bremermann. Πρόκειται δηλαδή για συστήματα με με υψηλό συντελεστή Χρόνου Εξελικτικής Πολυπλοκότητας. Το ίδιο ισχύει και για κάθε τμήμα του εγκεφάλου, αλλά όχι όμως και για μια αμοιβάδα ή για ένα βακτήριο. Τα πρωτόζωα όπως οι αμοιβάδες και τα βακτήρια είναι απλούστεροι οργανισμοί και συνεπώς -εξελικτικά και υπολογιστικά- πολύ πιο κατώτεροι από τα ανώτερα θηλαστικά και η υπολογιστική τους ισχύ βρίσκεται κοντά στο Όριο Bremermann/Landauer, χωρίς όμως να το ξεπερνούν.

Οι πολύπλοκοι όμως έμβιοι οργανισμοί, όντας εξελικτικά ανώτεροι, διαθέτουν Επεξεργαστική Ισχύ πολύ πάνω από το όριο Bremermann/Landauer. Κι αυτό συμβαίνει για τον απλούστατο λόγο της πρόσθεσης του παράγοντα χωροχρονικής περιπλοκοποίησης που απαντάται σε ένα Ανοικτό Θερμοδυναμικό Σύστημα όπως είναι κάθε έμβιος οργανισμός. Το Όριο Bremermann έχει ισχύ στα συστήματα που διαμορφώνονται σε σύντομα χωροχρονικά διαστήματα ως καθολική αρχή. Με το πέρασμα του χρόνου, κατά την εξελικτική διαδικασία, οι υπολογιστικές αποδόσεις ενός έμβιου συστήματος ενδέχεται να ξεπερνούν το όριο αυτό λόγω της εγκαθίδρυσης ενός είδους Λογισμικού Καψουλοποίησης ή Εγκιβωτισμού (Encapsulation Software) της Υπολογιστικής του Ισχύος που καθιστά εν τέλει το σύστημα αυτό, Διαϋπολογιστικό. Φυσικά αυτού του είδους ο μηχανισμός ισχύει αποκλειστικά και μόνο για τα εξελικτικώς ανώτερα έμβια συστήματα. Και βέβαια, ο μηχανισμός αυτός περιορίζεται στον κόσμο της Βιολογίας, στους μηχανισμούς της ζωής. Πράγματι, η ζωή, η ίδια η Βιολογία είναι Διαϋπολογιστική. Μια Διαϋπολογιστική Μηχανική.

Όπως περιέγραψα στο 1ο μέρος του άρθρου, το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα είναι ένα θεωρητικό πρόβλημα που θέτει ως φυσικό και γνωσιολογικό όριο τον Μέγιστο Ρυθμό Υπολογισμού που μπορεί να επιτευχθεί σε ένα Αυτόνομο/ΑυτοοργανωμένοΣύστημα στο υπάρχον υλικό σύμπαν, ο οποίος κυμαίνεται στο 10exp93 bits πληροφοριών: Το Όριο Bremermann. Η προσθήκη λιγότερων ψηφίων από 30 στον εκθέτη σπάει την κλίμακα του γνωστού σύμπαντος. Ας φανταστούμε για πόση τεράστια ποσότητα πληροφορίας μιλάμε. Κι όμως. Η ισχύς ενός τέτοιου ορίου που απορρέει από το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα, μας κάνει ολίγον σκεπτικούς στο με ποια μέθοδο προσέγγισης θα πρέπει να κατανοήσουμε τους περιορισμούς στην υπολογιστική ''παντογνωσία'' και παντοδυναμία που επιβάλλουν τα όρια αυτά. Δηλαδή, το ίδιο το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα, αντί να τονίζει τους απογυμνωμένους ανθρώπινους υπολογιστικούς/νοητικούς περιορισμούς, αντίθετα τονίζει τον τρόπο με τον οποίο ο ανθρώπινος νους και γενικότερα η νευρωνική λειτουργία των ανώτερων θηλαστικών, δεν υπόκεινται σε υπολογιστικά όρια όπως αυτό του Bremermann/Landauer. Και για να το κάνω πιο ''λιανά'', τα μυαλά ως μυαλά δεν λειτουργούν υπολογιστικά, οπότε η εξέλιξη του νου (που οδηγεί την εξέλιξη του πολιτισμού) ενσωματώνει εντελώς διαφορετικά όρια από τα όρια του Bremermann, του Landauer, του Bekenstein (όριο μεγίστης εντροπίας στις Μαύρες Τρύπες), κλπ και εισάγει στην χωροχρονική τροχιά της εξέλιξης των νευρωνικών συστημάτων ολοένα και διαφορετικές πιθανότητες οι οποίες εφορμούνται από διαφορετικές ευκαιρίες για πολυπλοκοποίηση. Οι εξελικτικές δυνατότητες του νου διαφέρουν ριζικά από τις εξελικτικές δυνατότητες των σωμάτων που υπόκεινται σε υπολογιστικά όρια, παρόλο που τα μυαλά εξαρτώνται από τα σώματα στα οποία ενσωματώνονται, κατά την εξελικτική και φυλογενετική τους πορεία.

Συνεπώς, καταλήγω στο συμπέρασμα ότι, το όριο του Bremermann/Landauer είναι κάπως αυθαίρετο, αλλά ως βασική συλλογιστική δεν χάνει σε καμία περίπτωση την αξία του. Κι αυτό διότι αν σκεφτούμε το ότι μια συνθήκη περιορισμού όπως το Όριο Bremermann/Landauer στην ουσία προστατεύει στο να διατηρηθεί μια τέτοια πολυπλοκότητα σε λειτουργικά επίπεδα, στις διάφορες υπολογιστικές μηχανές που ήδη υπάρχουν: Οι υπολογιστικές μηχανές θα πρέπει να διέπονται από τέτοια όρια κι αν το δούμε από τη σκοπιά της Φυσικής, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι εάν ένας υπολογιστής υπερβαίνει σε τεράστιο βαθμό το όριο του Bremerman, θα υπόκειται σε σχετικιστικά αποτελέσματα που θα σήμαινε ότι τα κέρδη σε μέγεθος θα έφταναν σε ένα σημείο μειωμένων αποδόσεων από τη μεριά της λειτουργίας του. Και αυτό είναι κάτι που διαφαίνεται και στα έμβια συστήματα κατά την εξελικτική τους πορεία. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος βρίσκεται ήδη κοντά στα βιολογικά ανατομο-λειτουργικά του όρια για αποτελεσματική μετάδοση ηλεκτρικών και χημικών σημάτων εντός και μεταξύ των διαφόρων τμημάτων του, έτσι ώστε ένας μεγαλύτερος σε μέγεθος εγκέφαλος να μην ήταν απαραίτητα πιο έξυπνος ή ταχύτερος ή πιο αποτελεσματικός και κατά την εξελικτική του πορεία να αποδεικνύετο εντελώς ανεπαρκής και τα φυλογενετικά είδη που θα τον έφεραν θα είχαν απωλέσει από τη βιόσφαιρα της μαζί με αυτόν. Πράγματι, αξίζει να επισημανθεί ότι ο εγκέφαλος του ελέφαντα και της φάλαινας είναι οι μεγαλύτεροι σε μέγεθος από τους εγκεφάλους των υπολοίπων θηλαστικών, αν και το πηλίκο εγκεφαλοποίησης είναι πολύ υψηλότερο στους ανθρώπους παρά τη διαφορά στο απόλυτο μέγεθος του εγκεφάλου. Όμως τόσο ο ελέφαντας όσο και η φάλαινα δεν διαθέτουν τη νοημοσύνη και τον τιτάνιο -για τα μέχρι στιγμής γήινα δεδομένα- πολιτισμό του ανθρώπου.

Η απάντηση στο ερώτημα ''Θα μπορέσει ποτέ η Τεχνητή Νοημοσύνη να φτάσει στο ανθρώπινο επίπεδο νοητικής λειτουργίας;'' είναι: Ναι. Εάν η Τεχνητή Νοημοσυνη εξελιχθεί με τον ίδιο τρόπο που η Φυσική Εξέλιξη επιτάσσει, τότε ναι. Φυσικά η ανθρωπότητα δεν μπορεί να περιμένει παθητικά εκατομμύρια ή χιλιάδες ή κι εκατοντάδες χρόνια εξέλιξης των λογισμικών και των υλισμικών των υπολογιστών όπως έκανε στους ανθρώπους η φύση, αλλά με τεχνητό τρόπο όλο αυτό το τεράστιο χρονικό διάστημα αναμονής που απαιτεί μια ικανοποιητική εξελικτική διαδικασία μπορεί να παρακαμφθεί μέσω της Επιτάχυνσης. Can we accelerate the process? (Μπορούμε να επιταχύνουμε τη διαδικασία;). Είναι ένα από τα πιο ''πιασάρικα'' συνθήματα τόσο του Διανθρωπισμού όσο και του Φουτουρισμού και του οράματος υλοποίησης της Ισχυρής Τεχνητής Γενικής Νοημοσύνης (AGI). Πως γίνεται όμως να προσαρμόσουμε τις εξελικτικές αρχές πέραν του Ορίου Bremermann/Landauer στα ήδη υπάρχοντα υπολογιστικά συστήματακαι να τα εξελίξουμε ώστε να μας μοιάσουν και κατ'επέκταση, να μας ξεπεράσουν νοητικά;

Η Δυναμική των Δικτύων χωρίς Κλίμακα (Scale-free Networks) και η Κατ'άλματα Πρόοδος

Αλήθεια, ποιο είναι το μυστικό πίσω από τη θραύση του Ορίου Bremermann/Landauer στα ανώτερα θηλαστικά όπως ο άνθρωπος; Το μυστικό αυτό βρίσκεται στον τρόπο λειτουργίας της ίδιας της Εξέλιξης, ο οποίος ακολουθεί μια ιδιάζουσα Αρχιτεκτονική και Δυναμική Δικτύων που δεν εμφανίζουν κανένα ίχνος κλιμάκωσης στον βαθμούς διασύνδεσης μεταξύ των κόμβων τους, σε σημείο όπου να ανθίστανται στις τυχαίες μεταβολές και διακυμάνσεις. Πρόκειται για δίκτυα που διαχειρίζονται αποτελεσματικά την τυχαιότητα: Είναι τα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας (Scale-free Networks).

Τα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας, χαρακτηρίζονται από 2 θεμελιώδεις ιδιότητες:

1) Οι κόμβοι που δημιουργούνται τείνουν να συνδέονται με τους ήδη υπάρχοντες κόμβους του δικτύου κι όχι με άλλους κόμβους που δημιουργούνται εκ νέου.

2) Χαρακτηρίζονται από Σύνδεση Προτίμησης (Preferential Attachment). Η Σύνδεση Προτίμησης εκδηλώνεται στις νέες συνδέσεις των κόμβων, οι οποίοι τείνουν να δημιουργούν συνδέσεις με άλλους κόμβους ακολουθώντας έναν Κανόνα Δύναμης (Law Power): Συνδέονται με μεγαλύτερη πιθανότητα μόνο με κόμβους μεγαλύτερου βαθμού. Συνεπώς, η Σύνδεση Προτίμησης οδηγεί σε δυο ομάδες κόμβων που είναι ενσωματωμένοι στο ευρύτερο τελικό δίκτυο. Ο μηχανισμός της Σύνδεσης Προτίμησης περιγράφεται πιο παραστατικά από το Μοντέλο Δικτύου του Albert-Laszlo Barabasi (Barabasi-Albert Model ή BA Model), στο οποίο επιτυγχάνεται η προσομοίωσητης συμπεριφοράς και της δυναμικής του δικτύου στο χρόνο και συνεπώς, την εξελικτική του πορεία. Πρόκειται για ένα αποτελεσματικό μαθηματικό μοντέλο της Θεωρίας Δικτύων (Network Theory) που περιγράφει την εξελικτική πορεία ενός Δικτύου χωρίς Κλίμακα και πως αυτό παίρνει την τελική του μορφή στο χρόνο. Το μοντέλο αυτό πήρε το όνομά του από τον Ρουμάνο (Ουγγρικής καταγωγής) Φυσικό και Καθηγητή του Πανεπιστημίου Northeastern της Βοστώνης, Albert Laszlo Barabasi.

Τα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας, σε αντίθεση με τα Δίκτυα Τυχαιότητας (που βασίζονται στην Στατιστική Κατανομή Poisson)και τα Δίκτυα Μικρού Κόσμου (Small-world Networks), οργανώνονται σε μια ιδιάζουσα αρχιτεκτονική που είναι παντελώς ανεξάρτητη από κάθε είδους κλίμακα αλλά αυστηρά εξαρτώμενη από ένα μικρό αριθμό αρχικών κόμβων που ακολουθούν ένα Κανόνα Δύναμης (έναν Κανόνα Τάσης ή Προτίμησης κατ'ουσίαν). Κι αυτού του είδους η ιδιάζουσά τους αρχιτεκτονική είναι εκείνη που μπορεί -κυριολεκτικά- να βάλει τους φυσικούς περιορισμούς σε ένα παππούτσι: Αναιρεί την ανεξέλεγκτη τυχαιότητα σχηματίζοντας Ανοικτά Θερμοδυναμικά Συστήματα και Συστήματα Μακριά από την Ισορροπία (όπως ακριβώς τα έμβια και νοητικά συστήματα) ενώ την ίδια στιγμή, επιτρέπει και την εμφάνιση εξελικτικών φαινομένων, κατ'άλματα.

Υπό την παραπάνω συνθήκη της Δυναμικής των Δικτύων Άνευ Κλίμακας, το Όριο Bremermann/Landauer αφήνει περιθώρια για την ύπαρξη ''παραφυσικών'' φαινομένων, που έχουν ευοδωθεί από την ίδια την εξέλιξη του εγκεφάλου, όπως η ιδιότητα της Πρόγνωσης του Μέλλοντος που παρατηρείται σε μερικά sui generis χαρισματικά άτομα που γεννιούνται σε κάθε γωνιά της Γης (και δεν εννοώ φυσικά του κάθε λογής καιροσκόπους τσαρλατάνους κι απατεώνες που εκμεταλλεύονται την ύπαρξων τέτοιων ιδιοτήτων σε πραγματικά χαρισματικά άτομα, με σκοπό την εξαπάτηση και το κέρδος). Η ύπαρξη τέτοιων ιδιοτήτων είναι δυνατή, διότι πολύ απλά, τα Φυσικά Όρια τύπου Bremermann/Landauer ξεπερνώνται εύκολα από τα Εξελικτικά Περίπλοκα/Πολύπλοκα Έμβια Συστήματα (Evolutionary Complicated/Complex Living Systems). Κι εδώ καθίσταται αναγκαία η έννοια της Επιτάχυνσης κατ'Άλματα που αναιρεί τη Γραμμικότητα με την οποία κινούνται τα όρια αυτά (Bremermann/Landauer). Μια τέτοια Επιτάχυνση με Ρυθμό Αλμάτων, συναντάται συχνά στην Ιστορία της Επιστήμης και της Τεχνολογίας.

Στην Επιστήμη η γνώση συσσωρεύεται βαθμιαία, μετά επιτηδευμένης έρευνας, σκληρής προσήλωσης και πειθαρχίας και πιστής εφαρμογής ορθολογικής συλλογιστικής και πειραματικής μεθοδολογίας. ΟΚ μέχρι εδώ, αλλα θα με ρωτήσετε ''μόνο αυτά τελικά αρκούν για την επιστημονική έκρηξη καινοτομιών τόσο σε γνωσιολογικό όσο και τεχνολογικό επίπεδο;''. Η απάντηση είναι ''Όχι''. Η Επιστημονική Πρόοδος δεν προέρχεται από την προσηλωμένη έρευνα και την συλλογιστική πειθαρχία, αλλά από κάτι άλλο. Ναι μεν, η επιτηδευμένη έρευνα και η αυστηρή προσήλωση και πειθαρχία βοηθούν στην παγίωση και στην συνέχιση της έρευνας με ένα αρκετά ορθολογικό άρα και πρακτικότερο τρόπο, αλλά η έκρηξη ιδεών τόσο στην Επιστήμη όσο και στην Τεχνολογία προέρχονται από έναν ιδιάζοντα μηχανισμό Επιτάχυνσης Κατ'Άλματα που ναι μεν, ''πατάει'' πάνω στην αυστηρή προσήλωση και πειθαρχία, αλλά η φύση του μηχανισμού καθεαυτού προέρχεται από αυτό που ονομάζεται ''Έμπνευση'' (Inspiration). Και η βάση της Έμπνευσης είναι η Άνευ Κλίμακας Δυναμικής Δικτύων τόσο του ανθρωπίνου εγκεφάλου όσο στα ανθρώπινα δίκτυα διάδοσης και σύνθεσης ιδεών κατά την Ιστορία της Επιστήμης και της Τεχνολογίας. Είναι σαν το νευρωνικό σύστημα να ρεμβάζει μετά από μια παρατεταμένη περίοδο σκληρής δουλειάς και πειθαρχίας και στη φάση της χαλάρωσής του, να ξεπετά μια ασύλληπτα ευφυή και πρακτική ιδέα προς υλοποίηση που να επιλύει έναν τεράστιο αριθμό προβλημάτων σε μια μόλις περιγραφή, εξίσωση ή μοντέλο σκέψης. Τότε σημειώνεται και το Επιστημονικό/Τεχνολογικό Άλμα που προάγει την Επιταχυνση της Γνώσης προς τα εμπρός.

Στο επίπεδο των ανθρώπινων ομάδων, η Έμπευση να επιταχύνει την Επιστημονική Πρόοδο μέσω την αλληλεπίδρασης μεγάλου αριθμού ανθρώπινων ιδεών, αλλά έπειτα από μια φάση καθολικής στασιμότητας (στέρεψης από ιδέες που μπορεί να διαρκέσει μέχρι και 50 χρόνια, δηλαδή μισό αιώνα), στο νου κάποιου μεμονωμένου ευφυούς ή καθολικά εμπνευσμένου ατόμου (σίγουρα υψηλής ευφυϊας πάντως) θα επέλθει μια συνισταμένη γένεση μιας καινοτόμου ιδέας, η οποία θα μπορεί να επιλύσει προβλήματα που ταλάνιζαν την Επιστήμη, την Τεχνολογία αλλά και την ίδια την Ανθρωπότητα, για πολλούς αιώνες πριν. Συνεπώς, ενώ η πειθαρχία και η επιτηδευμένη ορθολογική συλλογιστική αποτελεί για την Επιστήμη το μοντέλο δράσης του ''συμμαζεμένου'' και του πειθαρχημένου, η Έμπνευση αποτελεί το μοντέλο δράσης της δυναμικής του ασυμάζευτου, του απείθαρχου, που οδηγεί όμως τελικώς στην ραγδαία, επιταχυνόμενη Επιστημονική και Τεχνολογική Πρόοδο. Αυτή λοιπόν είναι η Επιτάχυνση Κατ'Άλματα και η Δυναμική της είναι Δικτυακή Άνευ Κλίμακας.

Από τα έμβια συστήματα (πρωτεϊνες, DNA, κύτταρα ιστοί), συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, τις ανθρώπινες κοινωνίες, τα συσσωματώματα των γαλαξιών, τους πολιτισμούς και τα δίκτυα ιδεών που συνθέτουν το πολιτισμικό φαινόμενο μέχρι την ανάδυση της συμβολικής σκέψης, την πληθώρα των γλωσσών της ανθρωπότητας και την ίδια την Επιστήμη (Επιστημονική Πρόοδος), την Τεχνολογία (Τεχνολογική Επιτάχυνση) και την Τέχνη (Μουσική, Θέατρο, Εικαστικές Τέχνες μέχρι Μόδα, Ομορφιά και Γαστρονομία) και τις Θρησκείες. Συνεπώς, το Όριο Bremermann/Landauer είναι σημαντικό στις θεμελιώδεις κλίμακες οργάνωσης της πληροφορίας και της ύλης αλλά δεν έχει και μεγάλη ισχύ όταν εκδηλώνονται τα Άλματα Εξελιξης και Καινοτομιών. Καινοτομίες κάθε μορφής, από τα φτερά των πουλιών μέχρι τη δίποδη βάδιση του ανθρώπου, από το χάσιμο των τριχών στον άνθρωπο μέχρι την εκδήλωση της γλώσσας και του πολιτισμού στις ανθρώπινες κοινωνίες και από τη χρήση του αρότρου στην Λίθινη Εποχή μέχρι την σύνθεση Υπερνοημοσύνης -μάλλον- σε μισό αιώνα από σήμερα. Η δημιουργία δομών και εξαρτημάτων βιολογικών και νοητικών καινοτομιών στα έμβια συστήματα και η άνευ προηγουμενου πολυπλοκοποίηση των ατελέστερων υπαρχουσών δομών και υπαρχόντων συστημάτων επιβάλει ισχύ πέραν του Ορίου Bremermann/Landauerκαι είναι αποτέλεσμα της δυναμικής των Δικτύων Άνευ Κλίμακας.

Συνεπώς, τα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας και η Οργανωτική Πολυπλοκότητά τους, καθιστούν το Όριο Bremermann εύκολα υπερβάσιμο στα ανώτερα θηλαστικά, σε σημείο που επιτρέπεται η εμφάνιση της συμβολικής σκέψης στον άνθρωπο. Επίσης, ταΔίκτυα Άνευ Κλίμακας, διαθέτουν την ίδια τη δυναμική της Εξέλιξης έτσι ώστε τελικά πολλοί Εξελικτικοί Βιολόγοι και Βιοκυβερνητιστές, τείνουν να θεωρήσουν τα δίκτυα αυτά ως τον ίδιο τον πυρήνα της Εξελικτικής Δυναμικής. Η Δικτυακή Οργάνωση απαλλαγμένη από κλίμακες και διεπόμενη από βαθμιαίους νόμους δύναμης, καταρρίπτουν το Υπολογιστικό Όριο Bremermann/Landauer στην τροχιά του χρόνου. Μπορούμε να συμπεράνουμε από τα παραπάνω, ότι τα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας είναιη απάντηση στο Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα και η βασική αιτία για την υπέρβαση του Ορίου Bremermann/Landauer.

Η Δυναμική των Δικτύων Άνευ Κλίμακας, καταδεικνύει την ταύτιση της δυναμικής τους αυτής με τη νοημοσύνη πίσω από τη φύση, αποκορύφωμα της οποίας είναι η Εξέλιξη. Ξεκινώντας από μοριακό επίπεδο κι επεκτεινόμενη στο μακροσκοπικό πληθυσμιακό και στο επίπεδο της βιόσφαιρας, βλέπουμε τα ίδια ακριβώς μοτίβα Σύνδεσης Προτίμησης (Preferential Attachment) που παρατηρούνται στη δυναμική των Δικτύων Άνευ Κλίμακας. Στην ίδια τη Φυσική Επιλογή, μπορώ να πω ότι παρατηρείται μια τέτοια δυναμική τύπου Δικτύων Άνευ Κλίμακας, καθιστώντας τη Φυσική Επιλογή ως ένα είδος Επεξεργαστή Πληροφοριών που προσπαθεί με κάθε τρόπο να διαχειριστεί τη Τυχαιότητα και να τη μετατρέψει σε μια Κρίσιμη Αναγκαιότητα (Critical Necessity), παρακάμπτοντας τα συμβατικά πληροφοριακά/θερμοδυναμικά όρια, όπως αυτό του Bremermann/Landauer. Συνεπώς, η υπέρβαση του Ορίου Bremermann/Landauerκατά την Εξελικτική Πορεία, είναι όχι μόνο κάτι το πληροφορικά και θερμοδυναμικά επιτρεπτό, αλλά και μάλλον επιβεβλημένο. Μιας και δεν παραβιάζονται οι Νόμοι της Θερμοδυναμικής, στην πορεία του χρόνου, τα πάντα επιτρέπονται.

Στο πεδίο της Τεχνητής Νοημοσύνης, η Επιτάχυνση Κατ'Άλματα θα οδηγήσει σε καινοτόμες κι αποτελεσματικές ιδέες για τη σύνθεση Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης και Υπερνοημοσύνης. Προς το παρόν βέβαια, είναι κάπως νωρίς να μιλάμε περί του πως θα προσδιορίζεται ένα τέτοιο άλμα, περί των γενεσιουργών παραγόντων του και πάνω σε ποιες βάσεις θα στηρίζεται. Οι Επιστήμονες που καταπιάνονται με την Θεωρητική Επιστήμη Υπολογιστών και τις Γνωσιακές Επιστήμες, προσπαθούν να διασφαλίσουν ότι μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη θα είναι σε θέση να επιλύσει αρκετά πολύπλοκα κι ετερογενή -ως προς τη φύση τους- προβλήματα. Από το πρόβλημα της διασφάλισης των προσωπικών δεδομένων του κάθε ανθρώπου πάνω στη Γη μέχρι το πρόβλημα της Σπάνης των Αγαθών και των Πόρων και τα πολυάριθμα προβλήματα υγείας του ανθρώπου αλλά και τους φυσικοχημικούς-θερμοδυναμικούς περιορισμούς της ίδιας της ανθρώπινης φύσης. Όμως, είναι πολύ νωρίς για να μιλήσουμε για την επίτευξη του επιπέδου της ανθρώπινης νοημοσύνης σε Υπολογιστικά Συστήματα, καθώς η ίδια η Νοητική Αιτιότητα που προσδιορίζει το Φαινόμενο της Νόησης δεν περιορίζεται σε έναν και μόνο αλγόριθμο ή έστω σε ένα σύνολο αλγορίθμων, όσο πολύπλοκα κι αν έχει σχεδιαστεί αυτό.

Mέχρι στιγμής η Εφαρμοσμένη Επιστήμη Υπολογιστών έχει επικεντρωθεί στην αύξηση της ταχύτητας επεξεργασίας κι αποθήκευσης πληροφοριών στα Συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης σε σημείο που πολλοί ερευνητές που προέρχονται από το χώρο της Μηχανικής Λογισμικού, να εξισώσουν τις βασικές γνωσιακές παραμέτρους της ταχύτητας μάθησης, αποθήκευσης και επεξεργασίας πληροφοριών με την ανάπτυξη νόησης στους υπολογιστές. Φυσικά πρόκειται για σφάλμα, διότι η Γνωσιακή Επιστήμη έχει καταδείξει ότι η ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών αποτελεί μόνο μια ορισμένη παράμετρο που συνιστά ορισμένες από τις ιδιότητες που απαρτίζουν το πολύπλοκο φαινόμενο της νοημοσύνης. Συνεπώς, η ταχύτητα επεξεργασίας κι ανάλυσης πληροφοριών, ως ιδιότητες από μόνες τους, δεν καθίστανται αρκετές για να εμφανιστεί ευφυϊα στα Υπολογιστικά Συστήματα. Δεν είναι αρκετό αυτό για να εμφανιστεί ο απαιτούμενος βαθμός ευφυΐας.

Πότε θα λοιπόν θα φτάσει η Τεχνητή Νοημοσύνη στο επιθυμητό επίπεδο της ανθρώπινης νόησης και σκέψης; Με τα μέχρι στιγμής δεδομένα και δεδομένου του ότι ένα Επιστημονικό/Τεχνολογικό Άλμα απαιτεί μεγάλη καθυστέρηση πολλών δεκαετιών, μέχρι το 2030 μην περιμένουμε και τόσα πολλά, εκτός κι αυτό το άλμα συμβεί νωρίτερα (που θα ήταν ευχής έργον!). Στο μέχρι τώρα στάδιο συσσώρευσης κι ανάλυσης πληροφοριών της Επιστήμης Υπολογιστών και των Γνωσιακών Επιστημών, το οποίο έχει επιτευχθεί μέχρι στιγμής από την Επιστήμη των ανθρώπων, η Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη και συνεπώς η Υπερνοησύνη, απέχει πολύ από την πολυπλοκότητα της ανθρώπινης νόησης. Ωστόσο, στο μέλλον, μπορεί να υπάρχουν άκρως καινοτόμες πρωτοποριακές ιδέες που θα αποτελέσουν το γενεσιουργό άλμα για την σύνθεση της Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης και Υπερνοημοσύνης. Κι αυτό το άλμα θα αντιπροσωπεύει μια εκδήλωση του μηχανισμού της Επιτάχυνσης Κατ'Άλματα. Μια επιτάχυνση που ακολουθεί τον Κανόνα Δύναμης των Δικτύων Άνευ Κλίμακας όπως προανέφερα πιο πάνω.

Θα μπορούσε άραγε ένας υπολογιστής να εξελιχθεί σε μια Υπερευφυή Μηχανή; Σίγουρα όχι, διότι θα πρέπει να προσδιορίσουμε το τι εννοούμε ''υπολογιστής''. Μια σύνθετη μηχανή που αποθηκεύει κι επεξεργάζεται πληροφορίες ή κι ένα μέρος μιας τέτοιας μηχανής, συνιστά αυτόματα έναν ''υπολογιστή''. Μια τέτοια μηχανή μπορεί να είναι ''έξυπνη'', δηλαδή να έχει προγραμματιστεί για κάποια εργασία που να εκτελεί αψεγάδιαστά εκεί που ο άνθρωπος αδυνατεί, αλλά σε καμία περίπτωση μια τέτοια μηχανή δεν διαθέτει νοημοσύνη. Αν γίνει πιο πολύπλοκη, απλά, ενδέχεται να αποκτήσει Τεχνητή Νοημοσύνη Οριακού Τύπου, δηλαδή Artificial Narrow Intelligence (ANI ή Narrow AI). Μέχρι εκεί μπορεί να φτάσει και σε τίποτα άλλο παραπάνω. Τέτοια συστήματα όμως τύπου ANI, υπάρχουν και σήμερα: Είναι τα Συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης τα οποία μέχρι στιγμής γνωρίζουμε κι αλληλεπιδρούμε καθημερινά, από το Διαδίκτυο μέχρι τα οικιακά ρομπότ (για όσους τα διαθέτουν, κυρίως σε Ιαπωνία, Ελβετία, ΗΠΑ), τα έξυπνα ιατρικά μηχανήματα, τις έξυπνες οικιακές συσκευές, τα προγνωστικα συστήματα των χρηματιστηρίων, τα συστημάτων ασφαλείας, κλιματισμού, κλπ, κλπ.

Ακολουθώντας τα πορίσματα των Γνωσιακών Επιστημών και ενσωματώνοντας τα πορίσματα της Εξελικτικής κι Αναπτυξιακής Ψυχολογίας στην Τεχνητή Νοημοσύνη, θα ήταν δυνατόν κάποια στιγμή να δημιουργήσουμε μια μηχανή με νου ενός βρέφους ή ενός παιδιού η οποία θα μπορεί να αναπτύσσεται μέσω Μη-Επιβλεπόμενης Μάθησης (Μάθηση Hebb, Kohonen, SOM, ART και ότι άλλο έχει προκύψει από την τρέχουσα και μελλοντική έρευνα) και σταδιακά μέσω περαιτέρω εκπαίδευσης (αυτο-διδασκαλία, επιπλέον εκπαίδευση σε τομείς που εκπαιδεύεται κι ένας άνθρωπος) να αναπτυχθεί μια μηχανή με νοημοσύνη, γλώσσα και κοινωνική συμπεριφορά όμοια με ενός ενήλικα ανθρώπου. Ως ιδέα αυτό, υπάρχει εδώ κι έναν αιώνα και συζητιέται πολύ σε συνέδρια και ημερίδες Γνωσιακών Επιστημών και Επιστήμης Υπολογιστών. Μια τέτοια ιδέα κάποια στιγμή θα πραγματοποιηθεί. Προς το παρόν όμως τα Συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης ούτε που προσεγγίζουν στο ελάχιστον τις πληροφορίες που προσλαμβάνουν τα παιδιά από τη φύση τους.

Συνεπώς, είναι εφικτή η σύνθεση Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης και -κατ'επέκταση- Υπερνοημοσύνης; Και αν ναι, τότε πότε ενδέχεται να συμβεί κάτι τέτοιο; Κάτι τέτοιο ενδέχεται να συμβεί κάποια στιγμή στο μέλλον και σίγουρα θα συμβεί ξαφνικά, μέσω ενός απότομου αλλά μεγάλου Φιλοσοφικού/Επιστημονικού/Τεχνολογικού Άλματος Επιτάχυνσης.

Η συνειδητότητα που θα ανεπτύσσετο σε ένα τέτοιο σύστημα Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης, δεν θα δεσμευόταν από κανένα γραμμικό μοντέλο σταδιακής ανάπτυξης αλλά θα ακολουθούσε μια Εκθετική Πορεία στην ανάπτυξή της, ξεπερνώντας το επίπεδο συνείδησης του ανθρώπου. Φυσικά, κάτι τέτοιο θα προϋπέθετε μια διαφορετική Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, τόσο σε λογισμικό όσο και σε υλισμικό για να μπορεί να υποστηρίξει ένα τέτοιο Διαϋπολογιστικό Περιβάλλον που θα προσδιόριζε μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη.

Δεδομένου ότι το σώμα που ενσωματώνει σήμερα τον ανθρώπινο νου υπερβαίνει κατά πολύ το όριο του Bremermann και κανένα σύστημα, καμία μηχανή δεν έχει υπερβεί ούτε και είναι πιθανό να υπερβεί αυτό το όριο, μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη θα βασιζόταν μάλλον σε μια Βιομορφική Υπολογιστική Αρχιτεκτονική που θα ενσωμάτωνε το Διαϋπολογιστικό Περιβάλλον που θα μπορούσε να υποστηρίξει μια τεραστίου βαθμού Υπολογιστική Πολυπλοκότητα. Ο νους, ως μηχανισμός δεν μπορεί σε καμία περίπτωση θα εξομοιωθεί με τον Υπολογισμό καθεαυτόν αλλά με μια μάλλον πολύπλοκη Αρχιτεκτονική Υπολογισμών στο χρόνο, η οποία αναδιοργανώνει τον εαυτό της και την καθιστά μια Μεταϋπολογιστική Οντότητα η οποία απλά έχει ενσωματώσει την Διαϋπολογιστική Πλατφόρμα στη θεμελιώδη σωματιδιακή/μοριακή/θερμοδυναμικής της δομή. Κι αυτό συμβαίνει μόνο κατά την πορεία του νου στο χρόνο. Συνεπώς, μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη, θα ακολουθήσει αυτό το μοντέλο μηχανισμού για τη σύνθεση ή ανάδυσή της. Για παράδειγμα, εάν ο άνθρωπος θα έπρεπε να βασιστεί στην απλοϊκή έννοια του Υπολογισμού, τότε δεν θα μπορούσε ούτε να αναπνεύσει, ούτε να ξυπνήσει, ούτε να κοιμηθεί, ούτε να φάει αλλά ούτε και να ζήσει ή ούτε και να πεθάνει. Το μεγαλύτερο μέρος του κόσμου είναι πολυπλόκως δύσκολο έως ακατόρθωτο -μέχρι στιγμής- να υπολογιστεί. Η δράση του σώματος και του νου ως σύνολο μέσα σε ένα διαρκώς μεταλλόμενο περιβάλλον, υπερβαίνει κατά πολύ την ικανότητά του να υπολογίζει και φυσικά υπερβαίνει την ίδια την έννοια της Υπολογιστικότητας. Η ζωή δεν είναι Υπολογιστική αλλά Διαϋπολογιστική. Και τόσο οι Έμβιοι Μηχανισμοί, η Δομή τους, η Φυσιολογία τους, η Ανάπτυξή τους, η Συμπεριφορά και η Εξέλιξή τους, αποτελούν Διαϋπολογιστικές Διεργασίες, ενσωματωμένες σε μια Πολύπλοκη Διαϋπολογιστική Πλατφόρμα. Οι Διαϋπολογιστικές Διεργασίες της Πλατφόρμας αυτής, οφείλονται τόσο για τις λειτουργίες των Ενστίκτων στους ζωικούς οργανισμούς όσο και για την Αυτοσυνείδηση, τον Αυτοπροσδιορισμό και τη Γλώσσα στον άνθρωπο. Πως ο άνθρωπος μπορεί να προσδιορίζει ποσοτικά το περιβάλλον του; Υπολογίζοντας. Χρησιμοποιώντας τη Γλώσσα των Μαθηματικών. Όμως το σώμα, ο εγκέφαλός του και οι παράγοντες που συνιστούν κι αναδύουν το νου του, κάνουν το ίδιο; Υπολογίζουν κι αυτά με μαθηματικό τρόπο τα πράγματα μέσα και γύρω τους;

Τα Μαθηματικά είναι προϊόν της Συμβολικής Σκέψης του ανθρώπου. Άρα και προϊόν το ανθρώπινου νευρικού συστήματος. Αν τα Μαθηματικά εξαρτώνται εν μέρει από το νευρικό σύστημα των ανθρώπων κι εκείνοι τα χρησιμοποιούν για να κατανοήσουν τον εγκέφαλό τους, το φαινόμενο του νου και το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα, στο οποίο εντάσσεται τόσο η προσπάθεια κατανόησης του νου όσο το εγχείρημα σύνθεσης της Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης, τότε όλα φαίνεται να κινδυνεύουν να καταρρεύσουν μέσα σε μια δίνη από Σολιψιστικούς Βρόχους. Συνεπώς, κάτι τέτοιο, αποτελεί μεγάλο πρόβλημα για την εγκυρότητα της Επιστήμης ως προς την κατανόηση της πραγματικότητας, του σύμπαντος και του ιδίου του ανθρώπου. O βιολογικός εγκέφαλος μπορεί να κατανοήσει ένα μικρό κλάσμα του κόσμου που ζει μέσω των Μαθηματικών, αλλά πολύ προσεγγιστικά, διαμορφώνοντας ένα απλό κι ελλιπές μοντέλο του κόσμου αυτού. Το ίδιο ισχύει και για τον εγκέφαλό του, με τη διαφορά ότι στην περίπτωση αυτή, ακόμα και η κατασκευή ενός απλού προσεγγιστικού μοντέλου είναι αρκετά δύσκολη, καθώς η ανθρωπότητα έφτασε μέχρι το 2021 για να συνεχίσει να τρέχει τέτοιου είδους πειράματα ''κατανόησης'' που απαιτούν αρκετά υψηλή τεχνολογία και χρήματα. Κι ακόμα δεν έχει καν ολοκληρωθεί, αυτό το ελάχιστο κλάσμα αυτής της κατανόησης.. Που σημαίνει ότι, ακόμα και η ελάχιστη κατανόηση του κόσμου και του εγκεφάλου, αποτελούν πολύ αργές, παθητικές διαδικασίες και πάντα στα πλαίσια της στενής ανθρώπινης αντίληψης, καθως και στα πλαίσια του τρόπου που η αντίληψη αυτή επιτρέπει μια τέτοια κατανόηση. Δηλαδή Σολιψισμός (από τις Λατινικές λέξεις Solus Ipse που σημαίνει ''ο ίδιος μόνο''. Ο Σολιψισμός αποτελεί μια Ιδεαλιστική Υποκειμενική Θεωρία, σύμφωνα με την οποία δεν υπάρχει τίποτε άλλο στον κόσμο εκτός από το υποκείμενο, τον άνθρωπο και τη συνείδησή του. Συχνά, ο Σολιψισμός καλείται κι Εγωμονισμός.

Συνεπώς, δεδομένου του Σολιψισμού και φυσικά του ελλιπούς μοντέλου κατανόησης του κόσμου, τα Μαθηματικά δεν είναι πλήρη ερμηνειών για την πραγματικότητα και φυσικά δεν πληρούν ως εργαλεία για την κατανόησης, την ερμηνεία και την περιγραφή της πραγματικότητας. Η Διαϋπολογιστικότητα συνδέεται και μάλλον τελικά ταυτίζεται με την Υπολογιστική Πολυπλοκότητα. Και η ίδια η Φύση της Πραγματικότητας είναι Πολύπλοκη και συνεπώς, Διαϋπολογιστική.Τι γίνεται όμως με τη σχέση των Μαθηματικών ως εργαλείο κατανόησης της ίδιας της Διαϋπολογιστικότητας και της Πραγματικότητας; Πληρούν τα Μαθηματικά τις προϋποθέσεις για κάτι τέτοιο; Θα μας ήταν χρήσιμα ως κύριο εργαλείο τόσο στην κατανόηση του νου και της φύσης μας όσο και στη σύνθεση μιας Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης; Κατά τη γνώμη μου, τα Μαθηματικά είναι χρήσιμα, μέχρι ενός σημείου για τα εγχειρήματα αυτά. Tα Θεωρήματα μη Πληρότητας του Gödel (Gödel's Incompleteness Theorems), τα οποία διατυπώθηκαν και αποδείχθηκαν από τον επιφανή Αυστριακο-Αμερικανό Μαθηματικό Kurt Gödel το 1931, είναι δύο θεωρήματα που υποδεικνύουν έμφυτους περιορισμούς σε όλα τα (πλην των τετριμμένων) Τυπικά Αξιωματικά Συστήματα (ΤΑΣ) των Μαθηματικών. Τα Θεωρήματα αυτά είναι πολύ σημαντικά για το περιεχόμενο της Φιλοσοφίας των Μαθηματικών. Τα Θεωρήματα αυτά, έχουν ως εξής:

1ο Θεώρημα του Gödel: Οποιαδήποτε θεωρία που είναι ικανή να εκφράσει Στοιχειώδη Αριθμητική δεν δύναται να είναι ούτε συνεπής ούτε και πλήρης.

2o Θεώρημα του Gödel: Για κάθε Τυπική Θεωρία Θ που συμπεριλαμβάνει θεμελιώδεις αριθμητικές αλήθειες καθώς και συγκεκριμένες αλήθειες για την δυνατότητα απόδειξης μιας Τυπικής Θεωρίας Θ, η ίδια η Θ συμπεριλαμβάνει δήλωση περί της συνέπειάς της, αν και μόνο αν η Θ είναι από μόνη της ασυνεπής. Συνεπώς η Μη Πληρότητα διακατέχεται από μία ικανοποιητικού βαθμού Παραδοξότητα.

Τα συμπεράσματα των Θεωρημάτων του Gödel, ισχύουν μόνο για Τυπικές Θεωρίες που ικανοποιούν τις απαραίτητες υποθέσεις. Δεν ικανοποιούν όλα τα αξιωματικά συστήματα αυτές τις υποθέσεις, ακόμα κι όταν αυτά τα συστήματα έχουν μοντέλα που συμπεριλαμβάνουν το σύνολο των φυσικών αριθμών, ως υποσύνολο. Τα 2 αυτά Θεωρήματα μη Πληρότητας του Gödel έχουν στενή σύνδεση με τα Μη-Αποφασίσιμα Σύνολα της Θεωρίας της Υπολογισιμότητας (ή Θεωρία Αναδρομής) στη Θεωρητική Επιστήμη Υπολογιστών. Η Θεωρία της Υπολογισιμότητας ή Θεωρία της Αναδρομής (Computability Theory), είναι ερευνητικός τομέας της Μαθηματικής Λογικής και της Θεωρητικής Επιστήμης Υπολογιστών που αναπτύχθηκε περί τα μέσα της δεκαετίας του 1930, από την έρευνα των Υπολογίσιμων Συναρτήσεων και του Βαθμού Turing (δηλαδή βαθμος Μη Επιλυσιμότητας).

Τα βασικά ερωτήματα που παρατίθενται από την Θεωρία Αναδρομής είναι ''Τι σημαίνει για μια συνάρτηση, ορισμένη στους φυσικούς αριθμούς, ότι είναι υπολογίσιμη;'' και ''Πώς μπορούν μη-υπολογίσιμες συναρτήσεις να κατηγοριοποιηθούν ιεραρχικά ανάλογα με το βαθμό Μη-Υπολογισιμότητας τους;''. Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις οδήγησε ένα πλούσιο θεωρητικό corpus το οποίο ακόμη απασχολεί τους Μαθηματικούς, τους Επιστήμονες Υπολογιστών και τους Φιλοσόφους. Το πεδίο των ερευνών αυτών έχει διευρυνθεί πλέον και περιέχει την έρευνα της Γενικευμένης Υπολογισιμότητας και Προσδιορισιμότητας. Σημαντικό κεντρικό συνδυαστικό στοιχείο της Θεωρίας της Αναδρομής είναι η επινόηση και εισαγωγή της Καθολικής Μηχανής Turing (Universal Turing Machine), όπου θεωρείται η προκαθορισμένη εισήγηση και εφεύρεση των σύγχρονων Ηλεκτρονικών Υπολογιστών που όλοι γνωρίζουμε. Η σχέση των Θεωρημάτων αυτών με την Υπολογισιμότητα και την Διαϋπολογιστικότητα, καταδεικνύεται στο ότι η Άπειρη Πολυπλοκότητα που διέπει τον φυσικό κόσμο, τα έμβια συστήματα και το νου, ακυρώνει κάθε προσπάθεια υπολογισιμότητα και αναπαραγωγής των φαινομένων αυτών με σαφείς και ρεαλιστικές παραμέτρους. Διοτι στη Μη Πληρότητα και την ανεπάρκεια Υπολογισιμότητας, εμπλέκεται το ίδιο το Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα, δηλαδή το Πρόβλημα της Υπολογισιμότητας της Άπειρης Πολυπλοκότητας.

Το 1943, ο Αμερικανός Μαθηματικός Stephen Cole Kleene (γνωστός για τις εργασίες του στο Πρόβλημα της Αναδρομής στη Μαθηματική Λογική), παρουσίασε μία απόδειξη των Θεωρημάτων Μη Πληρότητας του Gödel, χρησιμοποιώντας τα βασικά αποτελέσματα της Θεωρίας του Υπολογισμού. Ένα τέτοιο αποτέλεσμα δείχνει ότι το Πρόβλημα Τερματισμού του Αλγοριθμικού Βρόχου δεν έχει λύση: Δηλαδή δεν υπάρχει πρόγραμμα υπολογιστή που δοθέντος ενός προγράμματος Π ως είσοδο, να μπορεί να αποφασίσει σωστά αν το Π τελικά σταματά όταν τρέξει χωρίς είσοδο. Ο Kleene έδειξε ότι η ύπαρξη μιας πλήρους, αποτελεσματικής Θεωρίας της Αριθμητικής με συγκεκριμένες ιδιότητες συνέπειας θα σήμαινε πως το Πρόβλημα του Τερματισμού είναι Αποφασίσιμο, δηλαδή Υπολογίσιμο. Κάτι που απο μόνο του, αποτελεί μια Παραδοξότητα Αντίφασης. Συνεπώς, η Μη-Υπολογισιμότητα μπορεί να περιγραφεί ως μια συνεπής Απόδειξη των Θεωρημάτων Μη Πληρότητας του Gödel.

Σχέση Μη Πληρότητας του Kurt Gödel και Διαϋπολογιστικού Προβλήματος

Το μεγάλο πρόβλημα της Φυσικής, είναι η συναίνεση των θεραπόντων της ως προς μια Γενική Θεωρία των Πάντων. Ο Stephen Hawking είχε δηλώσει ότι, ''ορισμένοι Φυσικοί θα απογοητευτούν οικτρά εάν δεν υπάρξει μια τελική θεωρία που να ενοποιεί και τις 4 δυνάμεις της Φύσης σε μια ενιαία, όμορφη, εξίσωση ή σύστημα εξισώσεων πεπερασμένου αριθμού σωματιδίων''. Εδώ, στη δήλωση του Hawking, έρχεται να κολλήσει το Θεώρημα της Μη Πληρότητας του Kurt Gödel: Εφόσον τα Μαθηματικά είναι μια ατελής και συνεπώς μη-πλήρης, γλώσσα περιγραφής της Φυσικής, τότε πάντα θα υπάρχουν αληθείς φυσικές ερμηνείες φαινομένων που θα βρίσκονται πάνω από τις ανθρώπινες δυνάμεις κατανόησής τους. Ως εκ τούτου, μια Θεωρία των Πάντων, θα μπορούσε να είναι ανέφικτη, με τα υπάρχοντα δεδομένα και την παρούσα ανθρώπινη εγκεφαλική υπολογιστική δυνατότητα. Η εγκεφαλική υπολογιστική δυνατότητα έχει όρια. Είναι πεπερασμένη. Οι νόμοι της φύσης και το Σύμπαν, είναι πεπερασμένα; Αν ναι, τότε η Διαϋπολογιστικότητα θα πρέπει να είναι επίσης πεπερασμένη. Υπάρχει λύση τελικά στο Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα (θεωρούμενο ως Υπολογιστικό Πρόβλημα του Πεπερασμένου Σύμπαντος);

Η Μαθηματική Δομή της Πραγματικότητας γίνεται εμφανής στις μικρότερες και στις μεγαλύτερες κλίμακες, όμως πολύ εύκολα παραβλέπεται στις ενδιάμεσες κλίμακες, στις οποίες ο ανθρώπινος νους είναι προγραμματισμένος από την εξέλιξή του να δρα και να αντιλαμβάνεται. Σε αυτές όμως τις ενδιάμεσες κλίμακες, ο άνθρωπος είναι -εξελικτικα- προγραμματισμένος να διαμορφώνει την Πραγματικότητά του. Αν η Έσχατη Δομή της Πραγματικότητας είναι πράγματι Μαθηματική, τότε τα πάντα μπορούν να κατανοηθούν και μοναδικός περιορισμός σε αυτά, είναι η ίδια η περιορισμένη φαντασία του ανθρώπου. Μέχρι στιγμής, πουθενά στο -εμπειρικά παρατηρήσιμο- σύμπαν, δεν υπάρχει καμία -εμπειρικά- ένδειξη άλλης ευφυούς προηγμένης ζωής, εκτός από την ανθρώπινη. Κάτι που σημαίνει ότι οι προοπτικές της ζωής σε αυτό το σύμπαν, είναι πολύ μεγαλύτερες απ'όσο μέχρι σήμερα μπορεί να υποτεθεί. Προφανώς ο άνθρωπος ψάχνει την ύπαρξη ευφυούς ζωής στο σύμπαν με λανθασμένο τρόπο, διότι ακριβώς προσεγγίζει με λανθασμένο τρόπο τη Φύση της Πραγματικότητας (πιθανώς ο άνθρωπος να την αντιλαμβάνεται και λανθασμένα ως είδος). Η Δομή της Πραγματικότητας όμως είναι ένα σύνολο Πεπερασμένων Υπολογιστικών Δομών Δεδομένων με Άπειρη Υπολογιστική Πολυπλοκότητα. Υπό τη συνθήκη αυτή, έχουμε:

Άπειρη Πολυπλοκότητα => Mη Πληρότητα του Gödel => Tυχαιότητα => Πρόβλημα Τερματισμού στην Υπολογιστική Πολυπλοκότητα => Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα (που φυσικά παραμένει άλυτο!)

Συνεπώς, με βάση αυτή τη συνεπαγωγή, τα Μαθηματικά μας οδηγούν στην Απόλυτη Ασυνέπεια και Αβεβαιότητα. Κι αυτό γιατί δεν υπάρχει ένας αποτελεσματικός Αλγόριθμος Ελέγχου των Αποδείξεων σε ένα Τυπικό Αξιωματικό Σύστημα (Σύστημα που το όρισε ως έχειν ο Γερμανός Μαθηματικός David Hilbert).

Το Τυπικό αυτό Αξιωματικό Σύστημα περιλαμβάνει:

1) Ένα Αλφάβητο: Kώδικας Συμβόλων

2) Γραμματική-Συντακτικό: Κανόνες στοίχισης και οργάνωσης σχέσεων

3) Αξιώματα: Μη-αποδείξιμες αλλά αληθείς μαθηματικο-σχεσιακές προτάσεις

4) Κανόνες Συναγωγής: Νόμοι που διέπουν την ορθή συναρμογή και αληθή ή δόκιμη αλληλεπίδραση ανάμεσα στα παράγωγα των αξιωμάτων αυτών

5) Αλγόριθμος Ελέγχου των Αποδείξεων: Ουπς, εδώ έχουμε πρόβλημα. Κι αυτό λόγω Πολυπλοκότητας (είτε Άπειρης είτε Πεπερασμένης, παραμένει ασύλληπτη), Μη-Πληρότητας του Gödel, Στοχαστικότητας και Απροσδιοριστίας = Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα

Η Μεταμορφογένεση του Aaron Sloman

Κι εδώ ερχόμαστε σε μια αρκετά ενδιαφέρουσα προσωπικότητα του χώρου της σύγχρονης Φιλοσοφίας και της Γνωσιακής Επιστήμης: Τον Aaron Sloman. Ο Aaron Sloman είναι Φιλόσοφος, Ερευνητής της Τεχνητής Νοημοσύνης και της Γνωσιακής Επιστήμης. Κατείχε την έδρα της Τεχνητή Νοημοσύνης και των Γνωσιακών Επιστημών στο School Of Computer Science του Πανεπιστημίου του Birmingham της Αγγλίας και πριν από αυτό, μια έδρα με τον ίδιο τίτλο στο Πανεπιστήμιο του Sussex. Από τη συνταξιοδότησή του κι έπειτα, είναι Eπίτιμος Kαθηγητής Τεχνητής Νοημοσύνης και Γνωστικής Επιστήμης στο Birmingham. Έχει δημοσιεύσει ευρέως μελέτες για τη Φιλοσοφία των Μαθηματικών, την Επιστημολογία, τη Γνωσιακή Επιστήμη και την Τεχνητή Νοημοσύνη και συνεργάστηκε επίσης με την Ηθολόγο (επιστήμονας που μελετά τη συμπεριφορά των ζώων στο φυσικό τους περιβάλλον) Jackie Chappell σχετικά με την εξέλιξη της νοημοσύνης τόσο του ανθρώπου όσο και των υπολοίπων ζώων.

Ο Sloman κατήγετο από μια οικογένεια αποσυνάγωγων Ασκεναζίμ Ιουδαίων της Λιθουανίας, οι οποίοι μετανάσευσαν στη Νότια Ροδεσία της Αφρικής (σήμερα η περιοχή αυτή είναι γνωστή ως Ζιμπάμπουε). Από την εμπειρία μου, τολμώ να υποστηρίξω ότι αρκετοί διανοούμενοι που πάντρεψαν με έναν υπέροχο τρόπο την Επιστήμη με τη Φιλοσοφία, προέρχονται από αυτήν την λαμπρή εθνοτική/θρησκευτική ομάδα, των Ασκεναζίμ Ιουδαίων (μια διάσπαρτη πληθυσμιακή ομάδα με μυστήρια και γοητευτική καταγωγή). Ο Sloman αυτοπροσδιορίζεται ως Άθεος. Αφού αποφοίτησε αρχικά από το Πανεπιστήμιο του Cape Town της Νότιας Αφρικής, κέρδισε την υποτροφία Cecil Rhodes για τον Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Στο διάστημα παραμονής του στην Οξφόρδη, αρχικά στο Balliol College κι έπειτα St. Antony's College, ο Sloman ενδιαφέρθηκε για τη σπουδή της Φιλοσοφίας, έπειτα από μια σύντομη περίοδο μελέτης της Μαθηματικής Λογικής, επιβλεπόμενη από τον Φιλόσοφο Hao Wangο οποίος καταπιανόταν με το έργο του Gödel. Ο Sloman, το 1962,συνέγραψε μια φιλοσοφική μελέτη για PhD, υπερασπιζόμενος τις ιδέες του Immanuel Kantγια τη φύση της Μαθηματικής Γνώσης, χαρακτηρίζοντάς την ως Μη-Εμπειρική και Μη-Αναλυτική. Ο τίτλος της διδακτορικής διατριβής του Sloman ήταν ''Knowing and Understanding'' (Γνωρίζοντας και Καντανοώντας). Κατά τη διάρκεια συγγραφής της διδακτορικής διατριβής του αυτής, μελετώντας τα έργα του Goetheκαι λαμβάνοντας υπόψιν την Εξελικτική Προσέγγιση στις Γνωσιακές Επιστήμες, ο Sloman άρχισε να διατυπώνει καινοτόμες ιδέες για τη φύση της Γνώσης. Διατύπωσε λοιπόν, ότι η Εξέλιξη τόσο των έμβιων συστημάτων όσο και της νόησης αλλά και του σύμπαντος ολόκληρου, είναι μια διαδικασία Μεταμορφογένεσης (Metamorphogenesis).

Ο όρος Μεταμορφογένεση που εισήγαγε ο Sloman, μας πάει πίσω στα έργα του μεγάλου Γερμανού Διανοητή, Πολυμαθή, Φιλοσόφου και Συγγραφέα Johann Wolfgang von Goethe, ο οποίος θεωρούσε ότι η εξέλιξη των δομών και των μορφών στη Φύση και στον Έμβιο Κόσμο, ακολουθούν μια πορεία διαρκούς μεταμόρφωση στο χώρο και στο χρόνο. Συνεπώς, ο Goethe, το 1790, έθεσε αρχικά το όρο ''Μεταμορφολογία'' (Metamorphology)έργο του ''Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu Erklären'', γνωστό στα Αγγλικά ως ''Metamorphosis of Plants'' (Μεταμόρφωση των Φυτών). Στο έργο του αυτό, o Goethe, περιγράφει την ανάπτυξη των φυτών και τις δομο-λειτουργικές μεταμορφώσεις που αυτά περνούν κατά τη χρονική πορεία της ανάπτυξής τους. Πρόκειται φυσικά για έργο που άπτεται της Φυσικής Φιλοσοφίας και μάλιστα ο Goethe είχε θεμελιώσει ο ίδιος έναν ολόκληρο τομέα/σχολή Φυσικής Φιλοσοφίας, την Gothean Science, στην οποία εξέχοντα έργα ήταν το ''Metamorphosis of Plants'' και το ''Theory of Colors'' (Θεωρία των Χρωμάτων), κάτι που μας παραπέμπει σε μια πρωταρχική προσπάθεια το Goethe να θεμελιώσει μια -πρωταρχικής μορφής- Νευροεπιστήμη και Γνωσιακή Επιστήμη της Οπτικής Αντίληψης του έγχρωμου κόσμου. Στην ''Μεταμόρφωση'', ο Goethe αναπτύσει ένα σύνολο υποθέσεων για το ποιες ενδέχεται να είναι οι διεργασίες που συνθέτουν τον ''χημισμό'', τη δομή, τη λειτουργία και την ανάπτυξη των φυτών ενώ προτείνει και διάφορες υποθέσεις περί της Εξελικτικής Ιστορίας τους, επεκτείνοντας τις υποθέσεις του αυτές και στο ζωικό αλλά και στο ανθρώπινο βασίλειο. Μελετώντας τα έργα του Goethe, o επίσης Πολυμαθής Φιλόσοφος Sloman, επεξέτεινε τις υποθέσεις του για την Υπολογιστική Φύση των βιολογικών αναπτυξιακών κι εξελικτικών διαδικασιών, κάνοντας ένα άλμα σκέψης και τοποθετώντας τις Μεταμορφωτικές Διεργασίες στην Επεξεργασία της Πληροφορίας υπό το πρίσμα της Εξελικτικής Σκέψης.

Έτσι, ο Sloman ξεκίνησε ένα Ερευνητικό Πρόγραμμα στη Γνωσιακή Επιστήμη που το ονόμασε Metamorphogenesis Project, το οποίο επικεντρώνεται στη διερεύνηση της Εξέλιξης της Επεξεργασίας Πληροφοριών και στους Εξελικτικούς Μηχανισμούς Διαμόρφωσης των διαφόρων sets δομικών λίθων της ζωής και των παραγόντων που επεξεργάζονται τη βιολογική πληροφορία ώστε να διαμορφωθεί ως δομή/Ανατομία και ως λειτουργία/Φυσιολογία. Θέτοντας τη Μεταμορφογένεση ως τον πυρήνα διαμόρφωσης αυτών των sets, ο Sloman, διατύπωσε ότι μια ειδική περίπτωση μεταμορφογενετικής διαδικασίας είναι η εξέλιξη και η ανάπτυξη έμφυτων μηχανισμών που σχετίζονται με τις μαθηματικές πληροφορίες και τις χρήσεις τους για την ανάπτυξη της Μαθηματικής Σκέψης στον άνθρωπο (συμπεριλαμβανομένης της Γεωμετρίας και της Τοπολογίας και όχι μόνο των πληροφοριών σχετικά με τα μεγέθη).

Πριν τον Sloman και μετά τον Goethe, στοχαστές όπως o Σκωτσέζος Μαθηματικός, Φυσιοδίφης και Φιλόσοφος D'Arcy Thompson, ο Καναδός πρωτοπόρος ιδρυτής της Θεωρητικής ΒιολογίαςBrian Goodwin και φυσικά ο γνωστός μας, πατέρας της Επιστήμης Υπολογιστών, Alan Turing (με το έργο του ''ΗΧημική Βάση της Μορφογένεσης'', 1952), διατύπωσαν αξιόλογες προσεγγίσεις περί της υπολογιστικής βάσης των δομο-λειτουργικών μεταβολών στα έμβια συστήματα.

Κατά τη γνώμη μου, η Μεταμορφογένεση του Sloman είναι ο άλλος όρος για την Διαϋπολογιστικότητα Εν Κινήσει ή Διαϋπολογιστικότητα στην Τροχιά του Χρόνου (θα την βάπτιζα και Διαϋπολογιστική Δυναμική). Και στο σημείο αυτό, η δική μου γνώμη και προσέγγιση πάνω στο Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα και στο σημείο τομής του με την Υπολογιστική Πολυπλοκότητα και τη Μαθηματική Μη-Πληρότητα ακολουθεί μια κάπως αιρετική οδό. Προσωπικά, δεν θα βασιζόμουν στον ορθόδοξο υπολογισμό και στις λογισμικές διεργασίες αν ήθελα να αναπτύξω ένα τόσο ισχυρό ευφυές/έμβιο σύστημα όπως η Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη. Διότι πολύ απλά, ένα τέτοιο σύστημα θα απαιτεί την διαμόρφωση ενός Διαϋπολογιστικού Περιβάλλοντος Ανάδυσης Οργανωμένων Αυτοποιητικών Δομών διαμέσου του Θορύβου και της Εντροπίας, στην τροχιά του χρόνου. Συνεπώς, δεδομένης της αυξανόμενης πολυπλοκοποίησης ενός τέτοιου συστήματος, η υπολογιστική του ισχύς θα ξεπερνά κατά πολύ το Όριο Bremermann/Landauer εμφανίζοντας Διαϋπολογιστικές Ιδιότητες, πάντα σε συμφωνία με τους Νόμους της Θερμοδυναμικής (Θερμοδυναμικά Επιτρεπτές Ιδιότητες).

Διαϋπολογιστικότητα, NP Προβλήματα κι ο Κώδικας

Θεωρώ ότι η Διαϋπολογιστικότητα (και συνεπώς η αναχθείσα σε αυτην Βιολογία, Φυσική και Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη) δεν είναι ούτε καν πρόβλημα κλάσης, αλλά βρίσκεται εκτός Κλάσης Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας. Δεν είναι καν NP Πρόβλημα διότι δεν είναι Πρόβλημα Απόφασης. Όμως, μέχρι στιγμής, τα NP Προβλήματα είναι το μοναδικό εργαλείο της Θεωρητικής Επιστήμης Υπολογιστών, το οποίο και δανείζεται από τα Καθαρά Μαθηματικά (η Υπολογιστική Πολυπλοκότητα είναι κατεξοχήν τομέα των Καθαρών Μαθηματικών) που μπορεί να προσεγγίσει, με θεωρητικό και απολύτως λογικό τρόπο μια απειροελάχιστη πτυχή του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος.

Όπως έχω προαναφέρει σε παραπάνω ενότητα αυτού του άρθρου, στη Θεωρία της Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας, το NP (Nondeterministic Polynomial Time = Μη Προσδιοριστικός Πολυώνυμος Χρόνος) είναι μια Κλάση Πολυπλοκότητας που χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση των Προβλημάτων Απόφασης. Επίσης, λέμε ότι ένας αλγόριθμος είναι αποδοτικός, εαν η Χρονική του Πολυπλοκότητα είναι Πολυωνυμική. Ο όρος ''Πολυωνυμικός'', αναφέρεται στην έκφραση του χρόνου που χαρακτηρίζεται από την μαθηματική έκφραση του Πολυωνύμου, δηλαδή μιας μαθηματικής έκφρασης που αποτελείται από σταθερές, μεταβλητές και αγνώστους X παράγοντες καθώς και από μη-αρνητικές ακέραιες δυνάμεις (για όποιον θυμάται το κεφάλαιο της ''Παραγοντοποίησης Πολυωνύμων'' από το βιβλίο των Μαθηματικών της Γ' Γυμνασίου).

Στην Υπολογιστική Πολυπλοκότητα, ο Πολυωνυμικός Χρόνος είναι η έκφραση του -εκφρασμένου σε πολυώνυμο- χρόνου που απαιτείται για την επίλυση ενός πολύπλοκου Υπολογιστικού Προβλήματος Απόφασης. Στην ουσία, το Πρόβλημα NP είναι το σύνολο των Προβλημάτων Λήψης Αποφάσεων για τα οποία τα προβλήματα παρουσίας, όπου η απάντηση είναι ''ναι'', έχουν αποδείξεις επαληθεύσιμες σε Πολυωνυμικό Χρόνο από μια Ντετερμινιστική (Προσδιοριστική) Μηχανή Turing. Αξίζει να αναφέρω μερικές από τις ιδιότητες των Προβλημάτων NP , διότι αποτελούν ένα αίνιγμα για την Θεωρητική Επιστήμη των Υπολογιστών καθώς αποτελούν μια -απεγνωσμένη- μαθηματική προσπάθεια προσέγγισης του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος σε τεχνικό και πρακτικό επίπεδο. Στα Προβλήματα NP, Κανένας δεν μπορεί να βρει αποδοτικό αλγόριθμο. Συνεπώς, για να επιλύσουμε πολυσύνθετα προβλήματα που άπτονται της Υπολογιστικότητας σε μοντελοποιήσεις φυσικών και τεχνικών διεργασιών, στην κατασκευή λογισμικών Τεχνητής Νοημοσύνης και λοιπών υπολογιστικών προβλημάτων (Οικονομετρία, Πρόβλεψη Mετοχών Xρηματιστηριακής Aγοράς, Λήψη Αποφάσεων, κλπ), εκτελούμε σε In Silicoπεριβάλλον, τον εξής καθολικό αλγόριθμο:

1) Ανάγουμε πολυωνυμικά κάποιο γνωστό NP-πλήρες πρόβλημα

στο ''δικό μας'', υπό εξέταση, πρόβλημα.

2) Προσφεύγουμε στη Θεωρία NP-πληρότητας, μέσω της οποίας λειτουργούμε ως εξής:

Ελέγχουμε αν η κλάση NPείναι NP-πλήρης. Δηλαδή αν ανήκει σε κλάση εξαιρετικά σημαντικών προβλημάτων που ανάγονται πολυωνυμικά το ένα στο άλλο.

3) Ελέγχουμε εάν το συγκεκριμένο πρόβλημα λύνεται σε Πολυωνυμικό Χρόνο. Είτε όλα λύνονται σε Πολυωνυμικό Χρόνο είτε κανένα.

Τα NP Προβλήματα έχουν μελετηθεί τόσο πολύ, ώστε όλοι οι ερευνητές μέχρι στιγμής, θεωρούν ότι δεν έχει μελετηθεί σχεδόν τίποτα από αυτά. Εδώ μπορεί να ισχύσει το αμφιλεγόμενο ρητό (το οποίο ΔΕΝ είναι του Σωκράτη, ούτε του Πλάτωνα, ούτε κανενός διότι πρόκειται για μεταφραστικό σφάλμα στην Κλασσική Γραμματεία): ''Ἓν οἶδα, ὅτι οὐδὲν οἶδα''. Δηλαδή ''Ένα (πράγμα) γνωρίζω, ότι δεν γνωρίζω τίποτα''. Και το παραπάνω απόφθευγμα ισχύει λόγω του ότι τα Μαθηματικά ως γλώσσα περιγραφής των Πολύπλοκων Υπολογιστικών Προβλημάτων είναι Μη-Πλήρης (εδώ o Gödel απαντά στον -αγνώστο- Ελληνιστικό μεταφραστή των έργων του Πλάτωνα, που διέπραξε το μεταφραστικό σφάλμα του ρητού που αποδίδεται -εσφαλμένα- στο Σωκράτη!).

Ο Ανατροφοδοτούμενος (Feedback) Κύκλος των Μη-Γραμμικών Εισροών σε ένα Διαϋπολογιστικό Δυναμικό Σύστημα και οι Ενσωματωμένες Δομές Θορύβου (Embedded Noise Structures) μέσα σε αυτό, οδηγούν σε μια Πολυπλεξία Παράλληλων Εκροών οι οποίες τείνουν να ενσωματώνονται σε ένα Τρίτο Επίπεδο Οργάνωσης του ιδίου του Συστήματος: σε αυτό της Εξέλιξης κι Αναδιάρθρωσής του στον Χώρο και στον Χρόνο. Δηλαδή Εξέλιξη. Η Εξέλιξη είναι μια Διαϋπολογιστική Διαδικασία που δεν υπάγεται μέχρι στιγμής σε καμία Κλάση Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας. Κάπως έτσι κατά την έμβια εξέλιξη, προέκυψαν οι Δομές με Αυτο-Προθετικότητα (δηλ. οι Ευφυείς Δομές), όπως τα ζωντανά ''κυτταρικά αυτόματα''. Κάθε κύτταρο ή μονοκύτταρος οργανισμός, φτάνει στο σημείο να διαιρεθεί, μόνο όταν η Εντροπία του ''διχάσει'' λειτουργικά το εσωτερικό του μέσω Ανατροφοδοτούμενων Εισροών. Η σύνθεση ενός πολύπλοκου Στοιχείου Γνώσης με Αυτο-αναφορά, είναι ένα δύσκολο, μέχρι τώρα, εγχείρημα. Οι μαθηματικοί κώδικες δεν πληρούν τις προδιαγραφές για τον σχεδιασμό και την κατασκευή ενός τέτοιου πολύπλοκου δυναμικού συστήματος. Οι κώδικες για την διατήρηση και για την βιωσιμότητά του, είναι συνυφασμένοι με την φύση ενός ''μυστήριου'' αντικειμενοστραφούς κώδικα ύλης και ενέργειας. Που δεν είναι ουτε Υπολογισμός, ούτε Υπολογιστικό Λογισμικό ή Υλισμικό αλλά μια Διαϋπολογιστική Συλλογιστική που έχει να κάνει με θεμελιώδη ζητήματα της Θερμοδυναμικής και των νόμων που την προσδιορίζουν. Το Πρόβλημα του Κώδικα της Φύσης και της Νόησης, του οποίου η επίλυση (μερική ή και γενική) θα μας οδηγήσει στη σύνθεση Τεχνητής Υπερνοημοσύνης, είναι ένα ολοκάθαρο Πρόβλημα Διαϋπολογιστικότητας. Μιας Διαϋπολογιστικότητας που καθιστούν τη διεργασία μιας τέτοιας σύνθεσης πλήρως μυστήρια και ''δαιμόνια'' ή μάλλον καλύτερα, πλήρως...''δαιμονική''.

Η Αναλογική Συνθήκη και οι Δαίμονες της Φυσικής

Επανερχόμενοι στο θέμα των Θεμελιωδών Υπολογιστικών Ορίων, μπορούμε να θέσουμε πια το εξής ερώτημα: Μήπως το Όριο Bremermann/Landauer δεν είναι ακριβώς όριο; Μα ναι, το Όριο Bremermann/Landauer δεν είναι ''όριο'' με την περιοριστική σημασία του όρου. Το Όριο Bremermann/Landauer είναι μια Αναλογική Συνθήκη. Ακόμα κι όταν αντί για ψηφιακά κυκλώματα αναφερθούμε σε κβαντικά, μπορεί να τεθεί μια ισόμορφη Αναλογική Συνθήκη στη διεργασία του Κβαντικού Υπολογισμού. Ας εκλάβουμε αυτή την Αναλογική Συνθήκη ως μια έννοια Θερμοδυναμικού Ορίου. Αυτή η Αναλογική Συνθήκη, εμφανίζεται στα Δίκτυα Άνευ Κλίμακας ως Νόμος Δύναμης, ο οποίος επαναλαμβάνεται διαρκώς, οδηγώντας τελικά τα δίκτυα αυτά σε μοτίβα Σύνδεσης Προτίμησης (Preferential Attachment), από τα οποία προκύπτουν Αθροιστικές Υπολογιστικές Ιδιότητες Ισχύος που επιταχύνουν την Υπολογιστική Απόδοση του πολυπλοκοποιημένου (sophisticated) συστήματος πέραν του Ορίου Bremermann/Landauer.

Συνεπώς, με βάση την περιγραφή αυτή, αιτιολογείται η ιδιότητα του Ορίου Bremermann/Landauer ως Αναλογική Συνθήκη του Νόμου Δύναμης κι όχι ως Καθολικά Πάγιο Περιοριστικό Όριο. Πρόκειται για μια Θερμοδυναμικά Επιτρεπτή Αναλογική Συνθήκη.

Κι εδώ ερχόμαστε πάλι πρόσωπο με πρόσωπο με το ''δαιμονικό'' ή και ''δαιμόνιο'' πρόσωπο του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος. Η Διαϋπολογιστικότητα είναι μια Θερμοδυναμικά Επιτρεπτή Διαδικασία η οποία ορίζεται από την Αναλογική Συνθήκη Bremermann/Landauer, παρότι κατά την πολυπλοκοποίηση ενός Υπερδικτύου Άνευ Κλίμακας, το Όριο Bremermann/Landauer εκτοπίζεται από τις υπολογιστικές αποδόσεις ενός τέτοιου Υπερδικτύου. Έτσι, το Υπερδίκτυο αυτό, καθίσταται Διαϋπολογιστικό. Ένα τέτοιο Υπερδίκτυο είναι ο εγκέφαλος μιας φάλαινας, ο αμφιβληστροειδής και ο εγκέφαλος ενός πιθήκου, ενός γορίλα και φυσικά ενός ανθρώπου. Και το ίδιο το ανθρώπινο σωμα φυσικά. Ο εκτοπισμός του Ορίου Bremermann/Landauerείναι μια διαδικασία που συμφωνεί με τις επιταγές της Θερμοδυναμικής. Πάνω σε αυτή τη διαδικασία στηρίζεται η Διαϋπολογιστική Συλλογιστική. Κι εδώ ερχόμαστε στους περίφημους ''Δαίμονες της Φυσικής'' και στα Παράδοξά τους. Οι Δαίμονες της Φυσικής, αποτελούν κεντρικές φιγούρες 2 Νοητικών Πειραμάτων ή Πειραμάτων Σκέψης που παρουσιάστηκαν από 2 κορυφαίους Φυσικούς, τον James Clerk Maxwell και τον Pierre-Simon de Laplace.

Ο Δαίμονας του Maxwellαποτελεί ένα Νοητικό Πείραμα που έθεσε ο James Clerk Maxwell, με σκοπό την εξέταση του 2ου Νόμου της Θερμοδυναμικής και μάλλον για την εύρεση πιθανών μεθόδων συλλογιστικής για την κατάρριψή του. Ας σημειώσω ότι ο 2ος Νόμος της Θερμοδυναμικής δεν επιτρέπει την παραγωγή ενέργειας από ένα κλειστό σύστημα εκ του μηδενός. Το Νοητικό Πείραμα αυτό ''δένει'' σε έναν ενιαίο μηχανισμό την Πληροφορία, την Ενέργεια και την Εντροπία. Ο Maxwell πρωτοανέφερε το συγκεριμένο Νοητικό Πείραμα με το Δαίμονά του, το 1871, στο έργο του με τίτλο ''Θεωρία της Θερμότητας'' (Theory of Heat), στο κεφάλαιο που περιέγραφε το 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Βέβαια, ο όρος ''Δαίμονας του Maxwell'' πρωτοαναφέρθηκε από τον Λόρδο Kelvin, διάσημο Βρετανό Φυσικό όπου το όνομά του ήταν William Thompson (William Thomson, 1ος Βαρώνος Kelvin).

Το Νοητικό Πείραμα αυτό, έχει ως εξής: Σε μια διάταξη διπλού δοχείου, βρίσκεται εγκλωβισμένο ένα αέριο. Τα μόρια του αερίου αυτού καταλαμβάνουν και τα δυο τμήματα του δοχείου. Στο δοχείο αυτό, υπάρχει ένας Δαίμονας, δηλαδή ένα ον που γνωρίζει επακριβώς τη θέση και την ταχύτητα του κάθε μορίου αερίου ξεχωριστά, κάθε χρονική στιγμή, σε σημείο όπου μπορεί να ρυθμίζει κατά βούληση την διέλευση κάθε μορίου από τη μια πλευρά στην άλλη. Η διέλευση των μορίων του αέρα, ρυθμίζεται από ένα μικρό πορτάκι, το οποίο ελέγχει ο Δαίμονας μέσω ενός ελατηρίου, το οποίο και τραβάει με κάποιο μυστηριώδη τρόπο (ε Δαίμονας είναι αυτός, έχει παράδοξες ''δυνάμεις'') χωρίς να το αγγίξει (!) για να περάσουν τα μόρια εκατέρωθεν των δυο τμημάτων του δοχείου. Ο Δαίμονας, μπορεί κατά βούληση και με τη δύναμη της σκέψης του να αφήνει να περάσουν προς τη μία μεριά τα χαμηλής ταχύτητας (ψυχρά) μόρια και προς την άλλη τα υψηλής ταχύτητας (θερμά) μόρια, αφήνοντας το πορτάκι κλειστό μετά το τέλος την επιλεκτικής αυτής διαδικασίας διεύλευσης. Μιας και το κάνει με τη δύναμη του νου του, το ελατηριάκι που είναι υπεύθυνο για το άνοιγμα και το κλείσιμο της μικρούλας πόρτας, είναι σα να ανοιγοκλείνει μόνο του, συνεπώς, κλείνοντας επιστρέφει την ενέργεια που κατανάλωσε για να ανοίξει, πίσω στο Δαίμονα. Έπειτα από πολλά περιοδικά ανοιγοκλεισίματα, η μια μεριά του δοχείου θα περιέχει θερμό αέριο και η άλλη ψυχρό, με διαφορετικές φυσικά τιμές στην πίεση του ενός τμήματος του δοχείου από το άλλο. Βλέπουμε όμως ταυτόχρονα, ότι όλη αυτή η διαδικασία συμβαίνει χωρίς προσφορά ενέργειας στο σύστημα του δοχείου, το οποίο αποτελεί φυσικά ένα Θερμοδυναμικά Απομονωμένο Σύστημα από το περιβάλλον. Ένα τέτοιο σύστημα δοχείου που λειτουργεί τοιουτοτρόπως, με την επίδραση του νου ενός Δαίμονα, έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τη -μέχρι στιγμής- γνώση μας στη Φυσική διότι πολύ απλά παραβιάζει τον 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής.

Ο 2ος Νόμος της Θερμοδυναμικής ορίζει ότι η εντροπία στα Κλειστά Συστήματα πάντα αυξάνεται και ποτέ δεν μειώνεται, εκτός κι αν προστεθεί ενέργεια από κάποια εξωγενή πηγή. Ο 2ος Νόμος επίσης, ορίζει και την κατεύθυνση του βέλους του χρόνου. Ο χρόνος ρέει προς τα εμπρός με ένα μεγίστης βαρύτητας θερμοδυναμικό κόστος με ότι αυτό συνεπάγεται. Το ότι οι έμβιοι οργανισμοί γερνούν, εκφυλίζονται και πεθαίνουν οφείλεται στην ισχύ του θερμοδυναμικού νόμου αυτού. Το γήρας όπως κι ο θάνατος είναι Θερμοδυναμικά Επιτρεπτές,υπόστροφες διεργασίες. Αν ο Μετανθρωπισμός βρει κάποια στιγμή τον τρόπο να νικήσει ριζικά το γήρας και το θάνατο, τότε θα σίγουρα θα έχει ''χακάρει'' τις θερμοδυναμικές αρχές αυτές που ο άνθρωπος έχει εντοπίσει ότι διέπουν τη φύση και το σύμπαν. Φαινομενικά, ο Δαίμονας του Maxwell, φαίνεται να έχει με κάποιο τρόπο ''χακάρει'' το 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής. Όμως δεν ισχύει. Διότι η ύπαρξη ενός όντος όπως αυτός ο Δαίμονας, που φέρει μια τέτοια παράδοξη ιδιότητα ώστε να κάνει όλη αυτή την επεξεργασία πληροφορίας χωρίς σπατάλη ενέργειας, τουλάχιστον τόσης, όσης παράγει με το διαχωρισμό του αερίου σε ζεστό και κρύο, αποδεικνύεται αδύνατη. Το να μπει ένα άτακτο σύστημα (ανακατεμένα μόρια) σε τάξη (τα μόρια οργανωμένα χωροταξικά σύμφωνα με τις ταχύτητές τους), να προκύψει δηλαδή πληροφορία, που περιγράφει πιο οργανωμένο σύστημα, από την επεξεργασία των δεδομένων του καθενός μορίου, χρειάζεται δαπάνη ενέργειας. Η αύξηση στην πληροφορία, που προκύπτει από την περιγραφή πιο οργανωμένου συστήματος, ισοδυναμεί με μείωση της εντροπίας, η οποία απαγορεύεται από το 2ο Νόμο της Θερμοδυναμικής για τα κλειστά συστήματα. Στην ουσία το φαινομενικό παράδοξο που ανακύπτει από το Δαίμονα του Maxwell έχει επιλυθεί.

Αν μεταφέρουμε το Νοητικό Πείραμα του Δαίμονα του Maxwell στο πεδίο της Θεωρητικής Επιστήμης Υπολογιστών και το εξετάσουμε υπό τη σκοπιά του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος,ο Δαίμονας του Maxwell αποτελεί ένα είδος Τεχνητής Υπερνοημοσύνης που επεξεργάζεται δεδομένα για τις τροχιές, τις ταχύτητες και τις θέσεις των σωματιδίων αερίου του υποθετικού αυτού δοχείου. Ο Δαίμονας του Maxwell θα μπορούσε να είναι μια μελλοντική Υπερυπολογιστική Νοητική Μηχανή. Μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη (ASI-Artificial SuperIntelligence). Ο Δαίμονας θα πρέπει να σπαταλά ενέργεια για να παρακολουθεί και να καταγράφει όλα τα μόρια και τις ταχύτητές τους και να αποφασίζει ποιο είναι αργό και ποιο γρήγορο, καθώς αυτά ανταλλάσσουν συνεχώς ενέργεια μεταξύ τους. Χρειάζεται να στέλνει συνεχώς μηνύματα προς κάθε μόριο, ώστε να του επιστρέφεται κωδικοποιημένη η πληροφορία της θέσης και της ταχύτητάς τους. Την πληροφορία αυτή πρέπει να την αποθηκεύει και να την επεξεργάζεται, ώστε να αποφασίζει πότε να ανοιγοκλείνει την πόρτα, θα πρέπει για παράδειγμα να προσέχει να μην είναι κάποιο ''γρήγορο'' μόριο κοντά στην πόρτα και με κατεύθυνση προς το ''ψυχρό'' δοχείο την ώρα που την ανοίγει.

To 1929 o Oύγγρος Φυσικός Leó Szilárd και το 1951 ο Γάλλος Φυσικός Léon Brillouin, έδωσαν ο καθένας μια επεξηγηματική ερμηνεία στο υποτιθέμενο παράδοξο που ανακύπτει από το Δαίμονα του Maxwell. Κυρίως ο Szilárd, μια εξαιρετικά δημιουργική ιδιοφυϊα (κάτι που χαρακτηρίζει τους Ούγγρους) και γνωστός για τις αδημοσίευτες αλλά πρωτοποριακές ιδέες του περί εφευρέσεων όπως ο Γραμμικός Επιταχυντής Σωματιδίων (1928), το Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο (1931) και το Κύκλοτρο (1932), πρότεινε την ένταξη της Πληροφορίας στη συνολική εικόνα του δοχείου με το Δαίμονα. Συγκεκριμένα, υποστήριξε ότι ο Δαίμονας, πρέπει να δαπανήσει ενέργεια, όχι όμως για να ανοιγοκλείσει το πορτάκι αλλά για να μετρήσει τις ταχύτητες των μορίων του αερίου. Με τον τρόπο αυτό, η απόκτηση πληροφορίας συνοδεύεται πάντα από κάποιο ενεργειακό κόστος, το οποίο ξοδεύεται για την οργάνωση της πληροφορίας στο νου του Δαίμονα. Συνεπώς, η πληροφορία που ενυπάρχει στο νου του Δαίμονα του Maxwell, είναι μια οργανωμένη κατάσταση του super-εγκεφάλου που διαθέτει ο Δαίμονας ή ο ενσωματωμένος νευροϋπολογιστής του τέλος πάντων με τους εξαιρετικά επαρκείς αποθηκευτικους χώρους που θέτει το νου του Δαίμονα σε κατάσταση χαμηλής εντροπίας. Εντροπία ενός συστήματος μπορεί να οριστεί ως το μέτρο αταξίας του αλλά ο όρος ''αταξία'' είναι κάπως ασαφής και μη-πλήρης. Συνεπώς, η Εντροπία θα ήταν καλύτερο να οριστεί ως το Μέτρο Τυχαιότητας των Καταστάσεων ενός Συστήματος. Χαμηλή εντροπία σε ένα σύστημα απαιτεί περισσότερη πληροφορία και υψηλή εντροπία λιγότερη πληροφορία. Φυσικά, ας μην ξεχνάμε ότι και εντροπία είναι πληροφορία (με αρνητικό όμως πρόσημο) από μόνη της (όπως πολύ καλά θεώρησε ο Norbert Wiener, ο Πατέρας της Κυβερνητικής). Όση περισσότερη πληροφορία διαθέτουμε, τόσο πιο δομημένος κι οργανωμένος είναι ο εγκέφαλός μας και συνεπώς διαδέτει χαμηλότερη εντροπία. Η κατάσταση χαμηλής εντροπίας που αφορά την κατοχή πληροφορίας, μας δίνει τη δυνατότητα να προσφέρουμε ωφέλιμο έργο. Η ίδια η πληροφορία μπορούμε να πούμε ότι λειτουργεί και κάποιου είδους μπαταρία που αποθηκεύει Δυναμική Ενέργεια που δύναται να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της εντροπίας κάποιου άλλου συστήματος. Κι αφού ο Δαίμονας και το αέριο του δοχείου αλληλεπιδρούν, θα πρέπει να θεωρήσουμε πως η συνολική εντροπία του συστήματος είναι ο συνδυασμός της εντροπίας και των δύο τμημάτων του δοχείου (θερμού και ψυχρού). Η αύξηση της εντροπίας του Δαίμονα από τη διαδικασία της μέτρησης θα ήταν τελικά μεγαλύτερη από την ελάττωση της εντροπίας του αερίου, οπότε η συνολική εντροπία θα αυξανόταν.

Υπό την προϋπόθεση πως η μεταφορά πληροφορίας με τα μόρια γινόταν με Αντιστρεπτές Θερμοδυναμικές Διαδικασίες, ο Rolf Landauer (που έθεσε το Όριο Landauer που περιέγραψα σε παραπάνω ενότητα και που αποτελεί ένα από τα κύρια θέματα του παρόντος2ου μέρους του άρθρου μου), υποστήριξε το 1960 πως ήταν δυνατή η διαδικασία των μετρήσεων χωρίς αύξηση της εντροπίας. Ο συλλογισμός αυτός θα ίσχυε υπό τον όρο πως η πληροφορία, που συλλέγεται και αποθηκεύεται, δεν σβήνεται, καθώς οποιαδήποτε ελάττωση της πληροφορίας ισοδυναμεί με αύξηση της εντροπίας. Στην ουσία, αύξηση εντροπίας ισοδυναμεί με αύξηση Τυχαιότητας. Όταν η πληροφορία που διαθέτουμε είναι λίγη ή ανεπαρκής, τότε η Αντίληψη του Τυχαίου είναι έκδηλη στην πραγματικότητά μας είτε στο εργαστηριακό περιβάλλον που εργαζόμαστε και κάνουμε πειράματα. Όταν ήμουν στο Newcastle διδακτορικός, το βίωσα από πρώτο χέρι. Η ανεπάρκεια μεταβλητών ή η απώλεια πληροφορία ή η άγνοια των Κρυμμένων Μεταβλητών ενός προβλήματος, ωθεί τη γνωσιακή μας συσκευή να τα αναγάγει όλα στο ''Τυχαίο''. Το Τυχαίο είναι κι αυτό ένας Ντετερμινισμός. Και μάλιστα σκληρός Ντετερμινισμός, σκοτεινός και άγνωστος. Στη Θεωρητική Επιστήμη Υπολογιστών, συναντάμε τον όρο ''Αλγοριθμική Τυχαιότητα'', που είναι το μήκος του μικρότερου προγράμματος που μπορεί να συνταχθεί σε προγραμματιστικό περιβάλλον για να αναπαραχθεί μια δεδομένη ακολουθία ψηφίων. Για τη σύνταξη ενός τέτοιου ελάχιστου προγράμματος που θα μας δώσει την επιθυμητή ακολουθία ψηφίων, παρεμβάλονται μεταβλητές που ανήκουν σε ένα σύνολο πληροφορίας που χάνεται. Συνεπώς, η Αλγοριθμική Τυχαιότητα ισοδυναμεί με έναν ισχυρό βαθμό Αλγοριθμικής Εντροπίας. Η τελική απόδειξη του Παραδόξου του Δαίμονα του Maxwell, επήλθε το 1982 από τον Αμερικανό Φυσικό κι Επιστήμονα της Θεωρητικής Επιστήμης Υπολογιστών της IBM, Charles Bennett. Ο Bennett έδειξε πως, όσο καλά προετοιμασμένος κι αν ήταν ο δαίμονας, τελικά δεν θα είχε πλέον διαθέσιμη μνήμη για την αποθήκευση και επεξεργασία της πληροφορίας που θα ελάμβανε, και θα έπρεπε να αρχίσει να διαγράφει μέρος της πληροφορίας, που είχε προηγουμένως συλλέξει, ώστε να ξαναχρησιμοποιήσει τη μνήμη του. Η Διαγραφή Πληροφορίας είναι όμως Μη Αντιστρεπτή Διαδικασία (Non Reversible) πράγμα που σημαίνει πως τελικά η εντροπία θα αυξανόταν, δηλαδή δεν θα είχαμε παραβίαση του Δεύτερου Νόμου της Θερμοδυναμικής και παραγωγή ενέργειας από το μηδέν. Βλέπουμε λοιπόν, πως η διαχείριση της πληροφορίας αντισταθίζει τη μειωμένη εντροπία και με το παραπάνω. Έτσι, ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής δεν παραβιάζεται. Παρακάτω, στην επόμενη όμως ενότητα που θα περιγράψω τα Artilects, θα μιλήσω για Αντιστρεπτή Υπολογιστική (Reversible Computing). Συνεπώς, μην παρατήσετε την ανάγνωση του άρθρου στη μέση, αναμένετε εναγωνίως!

Ο Δαίμονας του Maxwell ως Υπερνοημοσύνη θα κατείχε το κλειδί της επίλυσης του Διαϋπολογιστικού Προβλήματος. Είμαστε όμως σίγουροι γι'αυτό; Και όντως, θα ήταν παντοδύναμη; Ή μήπως υπάρχουν πιο Ισχυρές Δαιμονικές Υπερνοημοσύνες; Μάλλον σίγουρα υπάρχουν πιο ισχυροί Δαίμονες. Όπως ακριβώς ο Δαίμονας του Laplace (ο οποίος είναι παλαιότερος, ''αρχαιότερος'' από αυτόν του Maxwell).Λένε ότι δεν μπορούμε να προβλέψουμε το μέλλον μας κι όσοι το διατυμπανίζουν αυτό, είναι απατεώνες και μη-ορθολογικοί. Ο Νομπελίστας Δανός Φυσικός Niels Bohr διατύπωνε ότι ''οι προβλέψεις είναι πολύ δύσκολες, κυρίως όσον αφορά το μέλλον''. Τι είναι τελικά το Πεπρωμένο; Αλήθεια, εσείς αγαπητοί αναγνώστες, πιστεύετε ακόμα σε μύθους όπως ''Ελεύθερη Βούληση''; Γιατί αν το πιστεύετε, τότε είναι σα να πιστεύετε ότι ο Elvisζει σε τροχιά γύρω από τη Γη ή ακόμα χειρότερα, ότι η Γη είναι...επίπεδη! Κι εδώ, μέσα σε αυτούς του στοιχειώδεις στοχασμούς, αυθόρμητα και χωρίς να το θες, κάνει επίκληση στον....Δαίμονα του Laplace! Και σίγουρα, όταν παρουσιάζεται μπροστά σου ένας τέτοιος ''Δαίμονας'' και μάλιστα απρόσκλητος, δεν έχεις παρά να αισθανθείς ένα δέος μέσα σου, έξω σου, γύρω σου, σε όλο σου το είναι. Φυσικά, αξίζει να σημειώσω ότι στην επίσκεψη ενός τέτοιου ''Δαίμονα'', κανένα θρησκευτικό ματζούνι ή μαγιολίκι τύπου σταυρός, κερί, λιβάνι, θυμιατό ή προσευχή δεν θα σε σώσει. Διότι τέτοιες αντιδράσεις δικές σου στη θέα του Δαίμονα, τις έχει προκαθορίσει ο ίδιος ο Δαίμονας, καθώς και το υπόλοιπό σου μέλλον είναι προκαθορισμένο από εκείνον και συνεπώς δεν σε σώζει τίποτε! Πάμε όμως να γνωρίσουμε καλύτερα αυτόν τον -μάλλον- υπέροχο και -ίσως- συμπαθητικούλη Δαίμονα (εγώ πάντως τον συμπάθησα στην πρώτη μικρούλα ''επαφή'' που είχα μαζί του, όταν ήμουν επίσης μικρούλης, 14 ετών, σε ένα παλιό σκονισμένο βιβλίο Φυσικής μεγαλύτερης τάξης και παλαιότερης έκδοσης, σε κάποιο μικρό κίτρινο πλαίσιο λήμματος στο τέλος κάποιου κεφαλαίου που αναφέρετο στη Νευτώνεια Μηχανική των Καμπυλόγραμμων Κινήσεων όπως Οριζόντια Βολή και Κυκλική Κίνηση.

Ήταν το 1758, όταν ο Κροάτης (Δαλματός) Φυσικός Φιλόσοφος και Πολυμαθής, Roger Joseph Boscovich, εξέδωσε για πρώτη φορά το πόνημά του με τίτλο ''Theoria Philosophiae Naturalis'' (Θεωρία Φυσικής Φιλοσοφίας), στο οποίο σε ένα από τα θέματα που αναλύει είναι και ο σκληρός Ντετερμινισμός του Γάλλου Φυσικού, Μαθηματικού κι Αστρονόμου Pierre-Simon de Laplace. O Laplace, είχε παρουσιάσει ένα Πείραμα Σκέψης με θέμα κάποιας μορφής διάνοια η οποία θα γνώριζε όλες τις παραμέτρους ενός φυσικού συστήματος όπως ταχύτητα, ορμή, θέση, μάζα, ώστε να μπορεί να προβλεφθεί η εξέλιξή του, η συμπεριφορά του και όλες του οι μεταβολές και γενικώς η τελική του τύχη, στο μέλλον, με τη χρήση των βασικών αρχών της Νευτώνειας Μηχανικής. Επρόκειτο φυσικά για ένα Πείραμα Σκέψης που έθετε σε προβληματισμό τους Πρωτο-Επιστήμονες (δηλαδή τους Φυσικούς Φιλοσόφους) του 18ου αιώνα, για το εάν το Σύμπαν λειτουργεί σαν μια καλοκουρδισμένη μηχανή, εάν μπορεί να προβλεφθεί το μέλλον από τον άνθρωπο μέσω της Ορθολογικής Επιστημονικής Γνώσης κι εάν ο άνθρωπος τελικά διαθέτει ελεύθερη βούληση ή όχι. Βέβαια η ονομασία ''Δαίμονας'' δεν προέρχεται από τον Laplace, αλλά από τον σχολιαστή του νοητικού του πειράματος, δηλαδή του Boscovich. Αυτός έδωσε το όνομα ''Δαίμονας του Laplace'' στο νοητικό αυτό πείραμα του Laplace. Εδώ είναι προφανές ότι ο Boscovich ήταν ο πρώτος που πρότεινε μια εικόνα Φυσικής ή Τεχνητής Υπερνοημοσύνης για να αποδείξει τον σκληρό Ντετερμινισμό του Laplace στο βιβλίο του Theoria Philosophiae Naturalis του 1758. Και φυσικά ο Δαίμονας του Laplace, μετά την παρουσιάσή του, έγειρε σφοδρές αντιδράσεις από το επιστημονικό και φιλοσοφικό κοινό, είτε προς την υποστήριξή του είτε προς την αμφισβήτησή του. Ως γνωστόν, Ντετερμινισμός, σημαίνει ότι σε θεωρητικό επίπεδο, είμαστε ικανοί να προβλέψουμε το μέλλον. Κι αυτό κάνει ο Δαίμονας του Laplace.

Ένας τέτοιος ''παντογνώστορας'' (!) Δαίμονας θα μπορούσε να υπολογίσει πως θα εξελιχθεί σε βάθος χρόνου το ίδιο το Σύμπαν, στο σύνολό του, αλλά και να προβλέψει την κάθε το στιγμή, την κάθε του κατάσταση και πως αυτή η κάθε του κατάσταση θα συναρμόζει σε μια οποιαδήποτε μελλοντική στιγμή, σε ένα ήδη προδιαγεγραμμένο μέλλον. Όμως εδώ τίθεται το παράδοξο που δυνοδεύει το Δαίμονα του Laplace: Εάν ένα υπήρχε μια τέτοια οντότητα όπως ο Δαίμονας αυτός και διέθετε αυτή την ικανότητα, θα μπορούσε επίσης να αξιοποιήσει την όποια πληροφορία για να κάνει σκοπίμως κάτι που θα εξανάγκαζε το μέλλον να εξελιχθεί με διαφορετικό τρόπο από ότι θα προέβλεπε ο ίδιος αρχικά, ακυρώνοντας την πρόβλεψή του και υπονομεύοντας την ίδια του την έμφυτη ικανότητα να προβλέπει το μέλλον. Και βέβαια αυτή η υπονόμευση θα ίσχυε εάν κατά του υπολογισμού του, ο Δαίμονας αυτός ελάμβανε υπόψιν και τη δική του δράση. Θα μπορούσαμε να αντικαταστήσουμε τη λέξη Δαίμονας με τη λέξη Υπερνοημοσύνη, Τεχνητή Υπερνοημοσύνη, Υπερυπολογιστή ή και ''Τσακ Νόρις'' (αν θέλετε!). Όπως και να τον ξαναβαπτίσουμε τον Δαίμονα αυτόν, το παράδοξο που τον συνοδεύει σαν στοίχειωμα είναι καταφανές: Φανταστείτε έναν πανίσχυρο Υπερυπολογιστή/Τεχνητή Νοημοσύνη με τεράστια αποθηκευτική ικανότητα, ο οποίος μπορεί να γνωρίζει την παραμικρή και απειροελάχιστη λεπτομέρεια για το Σύμπαν έως και την παραμικρή κατάσταση κάθε ατόμου που απαρτίζει το υπερεξελιγμένο του hardware, την παραμικρή θέση, ταχύτητα και ορμή κάθε ηλεκτρονίου που κινείται στα κυκλώματά του.

Διαθέτοντας αυτές τις λεπτές και τιτανοτεραστίου όγκου πληροφορίες, ο Υπερυπολογιστής αυτός μπορεί να υπολογίσει με ακρίβεια πως θα εκτυλιχθεί το μέλλον, τι μελλοντικά συμβάντα θα συμβούν και όλα τα γεγονότα που διαδραματιστούν, από το απειροελάχιστο σωματίδιο ή φορέα ενέργειας της ύλης και της φύσης μέχρι την ιστορία όλων των οργανισμών του σύμπαντος, τη μελλοντική ιστορία του ανθρώπου μέχρι και το μέλλον όλων των γαλαξιών και ηλιακών συστημάτων και πλανητών του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένης φυσικά και της Γης. Σε μια στιγμή, οι προγραμματιστές του Υπερυπολογιστή, του δίνουν την εντολή (που σίγουρα την είχε προβλέψει ότι θα του τη δώσουν) να αυτοκαταστραφεί εάν προβλέψει ένα μέλλον στο οποίο ακόμα θα υπάρχει και την εντολή να μην κάνει τίποτε εάν προβλέψει ένα μέλλον στο οποίο δεν θα υπάρχει, μιας και θα έχει αυτοκαταστραφεί. Εν ολίγοις, εάν ο Υπερυπολογιστής αυτός προβλέψει ένα μέλλον για τον ίδιο στο οποίο θα υπάρχει ακόμη, τότε θα πρέπει να αυτοκαταστραφεί. Εάν προβλέψει ότι δεν θα υπάρχει, τότε θα πρέπει να συνεχίσει να υπάρχει κανονικότατα. Και στις δυο δυνητικές περιπτώσεις, όποια πρόβλεψη κι αν κάνει αυτός ο Υπερυπολογιστής, θα είναι εντελώς εσφαλμένη, διακυβεύοντας και μάλλον εξαφανίζοντας εντελώς το δυναμικό και τη φήμη των -κατά τα άλλα- ''υπερφυσικών''/''δαιμονικών'' ικανοτήτων του.

Συνεπώς, τίθεται το ερώτημα: Θα συνεχίσει ο Υπερυπολογιστής αυτός να υπάρχει στο μέλλον ή όχι; Όπως ανέφερα, είτε αυτή την οντότητα την ονομάσουμε ''Δαίμονα'' όπως ο Boskovich, είτε ''Διάνοια'' όπως ο Laplace είτε Υπερυπολογιστή ή Υπερνοημοσύνη με πιο σύγχρονους όρους, συνδέεται με το παραπάνω παράδοξο το οποίο κατά τη γνώμη μου, δεν είναι και πολύ δύσκολο να επιλυθεί: Εάν θεωρήσουμε ότι όλα είναι '''γραμμένα'' και ότι το Πεπρωμένο υπάρχει και είναι αδύνατο να το αποφύγεις (απλά δεν το γνωρίσεις ούτε και δύνασαι να το γνωρίζεις μέχρι στιγμής), τότε ο Υπερυπολογιστής αυτός, ότι προβλέψει θα συμβεί. Συνεπώς, ότι προβλέψει για τον ίδιο του τον εαυτό, αυτό και θα συμβεί. Εάν προβλέψει ότι θα αυτοκαταστραφεί, τότε κάποια στιγμή θα αυτοκαταστραφεί. Εάν προβλέψει ότι θα υπάρχει αενάως, τότε θα υπάρχει εις τον αιώνα τον άπαντα. Όποια οδηγία κι εντολή προσπαθήσουν να του δώσουν οι προγραμματιστές του, ο Υπερυπολογιστής θα πράξει όπως ακριβώς προβλέψει. Δεν θα μπορεί να υπάρξει καμία προσπάθεια παρεμβολής των τελικών εκβάσεων ούτε και φυσικά παρέμβαση καμίας ελεύθερης βούλησης.

Εάν δεν υπάρχει Πεπρωμένο και η ελεύθερη βούληση είναι μια πραγματικότητα, τότε μια τέτοια οντότητα όπως ο Δαίμονας του Laplace/Υπερυπολογιστής δεν έχει καμία ουσία ύπαρξης (οι κατασκευαστές του θα πρέπει να ήταν μάλλον για τα πανηγύρια, για να φτιάξουν μια σακαράκα και να τη βαπτίσουν ''υπερυπολογιστή''), δεν διαθέτει καμία εξέχουσα Μετανθρώπινη Ικανότητα και ανήκει εξ'ολοκλήρου στη σφαίρα της φαντασίας. Στη χειρότερη περίπτωση να αποτελεί ένα κακό κι αποτυχημένο Νοητικό Πείραμα κάποιου γραφικού τυπάκου με ένα άχρηστο, κορνιζαρισμένο M.Sc. Φιλοσοφίας (με έμφαση στη Γνωσιοθεωρία/Μεταφυσική).

Αν ο Δαίμονας του Laplace είναι υπαρκτός, δηλαδή είναι εφικτό να υπάρξει δυνητικά, έστω και σαν μια ''οντότητα'' είτε από το μέλλον είτε ως Λογικό Σχήμα, ενσωματωμένο τόσο στη φύση όσο και στην ανθρώπινη ορθολογική/κριτική σκέψη, τότε μπορεί να ονομαστεί και διαφορετικά: Μοίρα, Πεπρωμένο, Θεός, Αλλάχ, Μεγάλο Ερπετό, Μέγας Δράκος, Γιαραμπής, Θεός Τζο, Θείος Σαμ, Κυρ-Μπάμπης, Τσακ Νόρις ή οτιδήποτε. Ο καθένας δίνει το δικό του όνομα. Αλλά τι αντίκτυπο θα μπορούσε να έχει αυτό στους ανθρώπους και στις πράξεις τους; Τι συμβαίνει με την ελεύθερη βούληση; Είναι υπαρκτή; Ή είναι ένα έξυπνο κατασκεύασμα του εγκεφάλου μας για την αυτοεξαπάτησης της γνωσιακής και συναισθηματικής μας σφαίρας; Έχουμε τον έλεγχο της ζωής μας μέσω δικών μας αποφάσεων; Ή εν αγνοία μας λειτουργούμε σαν πολύπλοκα βιολογικά αυτόματα εντός μιας προσχεδιασμένης σκακιέρας; Οι απαντήσεις δεν είναι δικές σας. Υπάρχουν πολλές γνώμες/μπαρουφοβλακείες που μπορεί να εκφράσει ο καθείς αδαής βλαξ (έστω κι αν είναι ακαδημαϊκά καταρτισμένος), αλλά η Αλήθεια είναι μία. Δεν υπάρχουν 1000 άνθρωποι που εκφράζουν 1000 γνώμες. Υπάρχουν 1000 αδαείς όπου ο καθείς εκτοξεύει κι από μια βλακεία και φυσικά, εκτός από όλη αυτήν την πληθώρα βλακειών, υπάρχει ΜΙΑ ΑΛΗΘΕΙΑ, η οποία είναι μέχρι στιγμής άγνωστη και φυσικά μη-συλλήψιμη από τους 1000 βλάκες αλλά και από τον μέσο ανθρώπινο κοινό νου. Οι απαντήσεις υπάρχουν και είναι κάπως θολές, αλλά όλες συγκλίνουν περισσότερο προς τον σκληρό Ντετερμινισμό και στο Πεπρωμένο και στην σχεδόν πλήρη ανυπαρξία της ελεύθερης βούλησης. Δυστυχώς ή ευτυχώς (ακόμα κι αν αυτό δεν αρέσει σε πολλούς..). Η άγνοια (ή η αδυναμία γνώσης) της έκβασης, γεννά την έννοια της πιθανότητας. Τόσο απλό!

Ενώ η έκδοση του Ντετερμινισμού του Laplace βασίζεται σε γενικούς όρους, ο Boscovich χρησιμοποιεί φυσικούς όρους, όπως θέση, ταχύτητα, κατεύθυνση και κέντρο μάζας. Ο Boscovich επίσης (πιο σωστά) προτείνει ότι η διατήρηση της δύναμης και η συνέχεια της επίδρασής της πάνω στα σώματα, στο χρόνο είναι απαραίτητη υπόθεση για τον Ντετερμινισμό, και την παρουσίασε με μια έναν αυστηρό μαθηματικό φορμαλισμό. Εν συντομία, ο Ντετερμινισμός του Boskovich είναι πιο φυσικός και ρεαλιστικός, ενώ ο Ντετερμινισμός του Laplace είναι πιο μεταφυσικός, τοποθετώντας τον σε πλήρη εναρμόνιση με τη Mεταφυσική του Leibniz (περί Απεί. Βέβαια, αξίζει να σημειώσουμε ότι η ικανότητα του Δαιμονα/Υπολογιστή να γνωρίζει με απόλυτη ακρίβεια τόσο τη θέση όσο και την ταχύτητας έστω κι ενός σωματιδίου, παραβιάζει την Αρχή της Απροσδιοριστίας του Heisenberg, μια τόσο θεμελιώδη αρχή της σύγχρονης Κβαντικής Μηχανικής και συνεπώς δεν είναι σαφές εάν μια τέτοια ικανότητα μπορεί να υπάρξει μέχρι στιγμής -τουλάχιστον- σε κάποιο υπολογιστικό σύστημα ή σύστημα Τεχνητής Νοημοσύνης, κατασκευασμένο από τον άνθρωπο. Όσο για Δαίμονα.. Χμμ, ΟΚ, εκεί ναι, το δέχομαι. Στο κάτω κάτω, Δαίμονας είναι αυτός, όποια Μετανθρώπινη Ικανότητα θελήσει μπορεί να έχει.

Ο Δαίμονας του Laplace, ως παλαιότερος χρονικά από αυτόν του Maxwell, αλλά και αρχαιότερος φιλοσοφικά διότι συνδέεται με πανάρχαιους φιλοσοφικούς στοχασμούς και ζητήματα (τύχη, μοίρα, πεπρωμένο, κισμέτ, ελεύθερη βούληση, κλπ), μας επιβεβαιώνει το -λαϊκιστί- συμπέρασμα ''Ο παλιός είναι αλλιώς''. Με βάση όλα αυτά που ανέφερα, μπορεί οποιοσδήποτε να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο Δαίμονας του Laplace είναι ισχυρότερος από αυτόν του Maxwell αφού διαθέτει την ιδιότητα να γνωρίζει επακριβώς τη θέση και την κινητική κατάσταση, όχι μόνο κάθε μορίου μέσα σε ένα κουτί αλλά και όλων των σωματιδίων που απαρτίζουν το Σύμπαν, ενώ συγχρόνων κατανοεί πλήρως του Νόμους της Φυσικής που περιγράφουν το πως όλα αυτά τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους (κι ενίοτε παραβιάζοντάς τους, όπως κάνει με την Αρχή της Απροσδιοριστίας του Heisenberg). Σε ένα θεωρητικό επίπεδο, ένας τέτοιος παντογνώστης Δαίμονας θα μπορούσε να κάνει προβλέψεις για το πως θα μπορούσε να εξελιχθεί το Σύμπαν στο μέλλον, με κάθε ενδιάμεσο στιγμιότυπό του στην τροχιά του χρόνου και να προβλέπει διαρκώς οποιαδήποτε κατάσταση στην οποία θα μπορούσε αυτό το να βρίσκεται, οποιαδήποτε μελλοντική χρονική στιγμή.

Σίγουρα ο Δαίμονας του Laplace θα έβαζε τέρμα στο Διαϋπολογιστικό Πρόβλημα, μια για πάντα. Συν ότι θα ανέτρεπε τα θεμέλια της σύγχρονης Φυσικής (και όλη τη σύγχρονη Φυσική, στο σύνολο της και ότι γνώση έχουμε μέχρι στιγμής γι'αυτήν). Μια οντότητα σαν το Δαίμονα του Laplace, θα αποτελούσε μια παράδοξη υπολογιστική οντότητα που θα λειτουργούσε στα πρότυπα της Τεχνητής Υπερνοημοσύνης εμφανίζοντας το επιταχυνόμενο δυναμικό της συνεχούς επέκταση της Διαϋπολογιστικής Ισχύος στο ''hardware''και ''software'' (που δε νομίζω να λειτουργούσε με software και hardware όπως τα γνωρίζουμε μέχρι στιγμής)του, αφήνοντας έτη φωτός πίσω το Όριο Bremermann/Landauer. Στο σημείο αυτό, ο μετανθρώπινος νους θα έπρεπε να επινοήσει μια διαφορετική Αναλογική Συνθήκη, εφάμιλλη του Ορίου Bremermann/Landauer ή να αρχίζει να παγιώνει την κατάσταση Singularity (Μοναδικότητα) στην εσωτερική κι εξωτερική πραγματικότητά του. Σε μια τέτοια κατάσταση δεν θα κατέρρεε μόνο η μέχρι στιγμης γνώση για τη Φυσική, τη Βιολογία, το χώρο, το χρόνο, την ενέργεια και την πληροφορία που η ανθρωπότητα μέχρι στιγμής γνωρίζει, αλλά και οι ίδιοι οι Νόμοι της Θερμοδυναμικής (με πρώτους και καλύτερους τον 1ο και τον 2ο Νόμο)! Και συνοψίζοντας τα συμπεράσματά μας, με βάση τα παραπάνω, τόσο τα Φυσικά Όρια όπως αυτό το Bremermann/Lansdauer όσο και οι Νόμοι της Φυσικής όπως ο 2ος Νόμος της Θερμοδυναμικής, δεν αποτελούν ακριβώς ''Όρια'' και ''Νόμους'' με την αυστηρή έννοια και περιεχόμενω των όρων, αλλά Αναλογικές Συνθήκες. Αναλογικές Συνθήκες σε ένα Αναλογικά και Ντετερμινιστικά Προκαθορισμένο Μέλλον. Αναλογικές Συνθήκες σε μια Αναλογικά και Ντετερμινιστικά Προκαθορισμένη Πραγματικότητα. Και οι Δαίμονες της Φυσικής (ως Νοητικά/Φιλοσοφικά Πειράματα), αποτελούν ''φύλακες'' του Μέλλοντος και της Πραγματικότητας αυτής. Φύλακες και Θεσμοθέτες των Αναλογικών Συνθηκών αυτών.

Θα μπορούσαν άραγε να κατασκευαστούν Συστήματα Τεχνητής Υπερνοημοσύνης που να αυξάνουν την Διαϋπολογιστική του ισχύ στις χαμηλότερες κλίμακες οργάνωσης της ύλης (κβαντικές, υποατομικές), καταναλώνοντας, επεξεργάζοντας αλλά και συνθέτοντας τεράστια ποσά πληροφορίας, εκτοπίζοντας παντελώς το Όριο Bremermann/Landauer αλλά και κάθε είδους Αναλογική Συνθηκη γενικότερα; Φυσικά, αν μπορούσαμε να κατασκευάσουμε με κάποιο τρόπο Artilects.

Αντιστρεπτή Υπολογιστική (Reversible Computing) εναντίον Ορίου Landauer

Ίσως κάποιοι από τους αναγνώστες του άρθρου μου αυτού να εντυπωσιάστηκαν και να προβληματίστηκαν για το Δαίμονα του Laplace. Και σίγουρα θα έχουν και δίκαιο. Σύμφωνα με τον Αμερικανό Καθηγητή Θεωρητικής Οικολογίας στο Πανεπιστήμιο της Florida, Robert Ulanovich, ο Δαίμονας του Laplace άρχισε να πνέει τα λοίσθια στις αρχές του 19ου αιώνα, λόγω της διατύπωσης του 2ου Νόμου της Θερμοδυναμικής καθώς και των εννοιών της Εντροπίας και της Μη-Αναστρεψιμότητας. Συνεπώς, αυτές ήταν και οι τελειωτικές ''σφαίρες'' στο κεφάλι του σκληρού Ντετερμινισμού του Laplace. Ως γνωστόν, ο σκληρός Ντετερμινισμός του Laplace βασίστηκε στην προϋπόθεση της Αναστρεψιμότητας και της Κλασσικής Μηχανικής. Ο Ulanovich επισημαίνει ότι αρκετές θερμοδυναμικές διεργασίες χαρακτηρίζονται από Μη-Αναστρεψιμότητα (Non-Reversibility)και συνεπώς εάν οι θερμοδυναμικές ποσοτικές συνιστώσεις εκληφθούν ως αμιγώς φυσικές, τότε ένας αξιόπιστος προσδιορισμός τους καθίσταται αδύνατος, μιας και είναι αδύνατο και Θερμοδυναμικά Απαγορευτικό να αποκατασταθούν οι προηγούμενες καταστάσεις και πληροφορίες ενός συστήματος σε μια παρούσα και τρέχουσα κατάσταση λειτουργίας του. Τι ακριβώς χρειαζόμαστε στην περίπτωση αυτή για να προσπελάσουμε τα θερμοδυναμικά στεγανά που μας εμποδίζουν να κατασκευάσουμε έναν Τεχνητό Δαίμονα του Laplace; Μα φυσικά μια Αντιστρεπτή Διεργασία Υπολογισμού. Μια Αντιστρεπτή Υπολογιστική (Reversible Computing).

Ο Αντιστρεπτός Υπολογισμός (Reversible Computing), είναι ένα Μοντέλο Υπολογισμού όπου η υπολογιστική διαδικασία είναι σε κάποιο βαθμό αναστρέψιμη ως προς το χρόνο. Αποτελεί ένα Μοντέλο Υπολογισμού που χρησιμοποιεί Ντετερμινιστικές Μεταβάσεις από μια Χ κατάσταση σε μια Ψ και απαραίτητα προϋπόθεση για την αντιστρεπτότητα είναι η άμεση διασύνδεσης της προηγούμενης κατάστασης με την επόμενης στο μοντέλο μία-προς-μία, κατά τη χαρτογράφηση σύνδεσης των λογικών καταστάσεων αυτών. Ο Αντιστρεπτός Υπολογισμός αποτελεί μορφή της Μη-Συμβατικής Υπολογιστικής (Unconventional Computing)ή Εναλλακτικής Υπολογιστικής (Alternative Computing).

Ο Αντιστρεπτός Υπολογισμός προεκτείνει τον τον τυπικό τρόπο τέλεσης υπολογισμού παρέχοντας τη δυνατότητα της Αντίστροφης Εκτέλεσηs των υπολογισμών αυτών στο χρόνο και κατ'επέκταση, Αντίστροφης Εκτέλεσης Υπολογιστικών Λειτουργιών. Η Αντιστρεπτότητα έχει προσελκύσει τις τελευταίες δυο δεκαετίες την προσοχή και το ενδιαφέρον πολλών ερευνητικών ομάδων, από τη δεκαετία του '90 μέχρι και σήμερα. Κι ο λόγος είναι ότι το πεδίο αυτό, από τη μία υπόσχεται υπολογισμούς χαμηλής ισχύος και, από την άλλη, είναι εφαρμόσιμη σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών. Η διερεύνηση της Αντιστρεπτότητας μέσω τυπικών μοντέλων θέτει και τα θεωρητικά θεμέλια για το τι ακριβώς είναι η Αντιστρεπτότητα, ποιο σκοπό εξυπηρετεί, και πως θα συμβάλει στη βελτίωση των Φυσικών και Τεχνητών Υπολογιστικών Συστημάτων. Ένα παράδειγμα μέχρι στιγμής για τη διερεύνηση της του Αντιστρεπτού Υπολογισμού είναι τα Δίκτυα Petri. Τα δίκτυα αυτά, αποτελούν μια καλή εισαγωγή στη φύση της λειτουργίας της Αντιστρεπτότητας διότι αποτελούν μια Μαθηματική Γλώσσα για Μοντελοποίηση και Συλλογισμό Κατανεμημένων Συστημάτων.

Υπάρχουν δύο σημαντικές κατηγορίες, στενά συνδεδεμένων τύπων Υπολογιστικής Αντιστρεπτότητας που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για το σκοπό αυτό: Η Φυσική Αντιστρεπτότητα και η Λογική Αντιστρεπτότητα.

Φυσική Αντιστρεπτότητα:

Στη Θερμοδυναμική, Αντιστρεπτή Διαδικασία χαρακτηρίζεται μια διαδικασία της οποίας η κατεύθυνση μπορεί να αντιστραφεί για να επιστρέψει το σύστημα στην αρχική του κατάσταση προκαλώντας άπειρες αλλαγές σε κάποια ιδιότητα του γειτινάζοντος περιβάλλοντος συστήματος. Καθ 'όλη τη διάρκεια της αναστρέψιμης διαδικασίας, το σύστημα βρίσκεται σε θερμοδυναμική ισορροπία με το γειτνιάζον περιβάλλον του. Συνεπώς, μια φυσική διαδικασία λέγεται ότι είναι Φυσικά αναστρέψιμη εάν δεν έχει ως αποτέλεσμα αύξηση της φυσικής εντροπίας. Είναι δηλαδή ένα Ισεντροπικό Σύστημα (Insentropic System). Αν και στην πράξη καμία Μη-Στατική Φυσική Διαδικασία δεν μπορεί να είναι ακριβώς φυσικώς Αντιστρεπτή ή Ισεντροπική δεν υπάρχει γνωστό όριο στην εγγύτητα με την οποία μπορούμε να προσεγγίσουμε την τέλεια Αντιστρεπτότητα, σε συστήματα που είναι αρκετά καλά απομονωμένα από αλληλεπιδράσεις με άγνωστα εξωτερικά περιβάλλοντα, όταν οι νόμοι της Φυσικής περιγράφοντας την εξέλιξη του συστήματος, είναι ακριβώς γνωστοί. Πιθανώς το μεγαλύτερο κίνητρο για την αναπτυξη Υψηλής Τεχνολογίας που θα βασίζεται στην πραγματική εφαρμογή Υπολογιστικών Συστημάτων που θα λειτουργούν με Αντιστρεπτά Κυκλώματα στο hardware τους, είναι οι διατάξεις αυτές θα παρέχουν μέγιστη υπολογιστική ενεργειακή απόδοση ανά bit πολύ πέραν του Ορίου Landauer, σώζοντας την ενέργεια που θα διασκορπιζόταν κατά την αντιστρεπτή λειτουργία των συμβατικών μικροκυκλωμάτων CMOS που δεσπόζουν μέχρι στιγμής στη Βιομηχανία Μικροεπεξεργαστών. Έτσι, κλίμακες υπολογιστικής ισχύος πέραν του Ορίου Landauer θα οδηγούν σε ταχεία πολυπλοκοποίηση μιας νέας γενεάς αρχιτεκτονικής διατάξεων Εξελισσόμενου Υλισμικού (Evolvable Hardware)στη νανοκλίμακα, αναπτύσσοντας νέες γενεές Υπολογιστικών Συστημάτων Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης/Υπερνοημοσύνης. Τέτοιες μελλοντικές ενεργειακές αποδόσεις θα συμβάλουν στην Εκθετική Επιταχυνόμενη Αλλαγή (Exponential Accelerating Change) στην υπολογιστική ισχύ των κυκλωμάτων νέας γενεάς, θέτοντας το γνωστό Νόμο του Moore στο επίπεδο της Έκρηξης Υπερνοημοσύνης (Superintelligence Explosion)και -στην ουσία- αντιστρέφοντάς τον: Περισσότερη σμίκρυνση των κυκλωμάτων στις κλίμακες των νανομέτρων και κάτω, όλο και περισσότερα μοριακά τρανζίστορ κι όλο και μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύς κι όλο και μικρότερη ενεργειακή απόδοση. Το Όριο Landauer αποτελεί το θερμοδυναμικό βέτο για την εξέλιξηςτων υλισμικών λόγω της υψηλής ενεργειακής δαπάνης και της διαρροής φορτίων που βάζουν φρένο στην αναβάθμισης ισχύος και απόδοσης των επεξεργαστών. H νέα Αρχιτεκτονική νανοεπεξεργαστών Αντιστρεπτής Υπολογιστικής θα προκαλέσει την άρση του Ορίου Landauer και συνεπώς η εξέλιξη νεοφανών διατάξεων ευφυών υλικών που θα δομούν τις υλισμικές πλατφόρμες του μέλλοντος, θα είναι επιταχυνόμενη κι εκθετική.

Λογική Αντιστρεπτότητα:

Όπως υποστηρίχθηκε για πρώτη φορά από τον Rolf Landauer, όταν εκείνος ήταν ερευνητής στην IBM, προκειμένου μια υπολογιστική διαδικασία να είναι Φυσικά Αντιστρεπτή, τότε θα πρέπει επίσης να είναι και Λογικά Αντιστρεπτή. Η Αρχή του Landauer αποτελεί μια αυστηρά έγκυρη παρατήρηση ότι η διαγραφή n bits ήδη γνωστών πληροφοριών θα πρέπει πάντα να επιβαρύνεται με το κόστος της Θερμοδυναμικής Εντροπίας (κατάσταση που περιγράφεται από τη μαθηματική σχέση nkT ln(2)). Με βάση τον Landauer λοιπόν, μια διακριτή, Ντετερμινιστική Υπολογιστική Διαδικασία θεωρείται ότι ότι είναι Λογικά Αντιστρεπτή εάν βέβαια η Συνάρτηση Μετάβασης (Transition Function) που χαρτογραφεί προηγούμενες υπολογιστικές καταστάσεις οι οποίες μετατρέπονται σε καινούργιες, σε ένα mode λειτουργίας μία-προς-μίας (η λειτουργία one-to-one που χαρακτηρίζει την Αντιστρεπτή Υπολογιστική). Όπως έχω προαναφέρει, οι Λογικές Καταστάσεις Εξόδου καθορίζουν με μοναδικό τρόπο τις Λογικές Καταστάσεις εισόδου της Υπολογιστικής Λειτουργίας. Για Υπολογιστικές Διεργασίες που δεν είναι καθοριστικές (με την έννοια ότι είναι πιθανοτικές ή τυχαίες), η σχέση μεταξύ παλιών και νέων λογικών καταστάσεων δεν είναι συνάρτηση μίας συγκεκριμένης τιμής και γι'αυτό απαιτείται μια ελαφρώς ασθενέστερη κατάσταση ώστε να επιτευχθεί η Φυσική Αντιστρεπτότητα που θα οδηγήσει στη Λογική Αντιστρεπτότητα. Η ασθενέστερη κατάσταση φυσικά δεν αλλοιώνει ούτε και μειώνει το μέγεθος ενός δεδομένου συνόλου πιθανών αρχικών υπολογιστικών καταστάσεων, κατά μέσο όρο, καθώς ο υπολογισμός προχωρά.

Στη Μηχανική Υλισμικού (Hardware Engineering), υπάρχει ένας ιδιάζοντας τύπος μη-συμβατικού κυκλώματος το οποίο σχεδιάζεται με τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανίζει ιδανικά την ιδιότητα της Αντιστρεπτότητας και της Ισεντροπικής Κατάστασης. Η κατάσταση στην οποία τίθεται ο τύπος του κυκλώματος αυτού είναι γνωστή ως Αδιαβατική Κατάσταση (Adiabatic State) ή Κατάσταση Αδιαβατικού Υπολογισμού (Adiabatic State Computing). Η Αδιαβατική Κατάσταση είναι η Λογική Κατάσταση Ανάκτησης Φόρτισης. Από την Α κατάσταση φόρτισης του κυκλώματος στη Β κι αντιστρόφως από τη Β στην Α. Κάτι που δεν συμβαίνει στα συμβατικά λογικά κυκλώματα τα οποία δομούν τους υπολογιστές μας, τα tabletsκαι τα smartphonesμας. Οι Αδιαβατικές Καταστάσεις λαμβάνουν χώρα σε εξειδικευμένα κυκλώματα, τα Αδιαβατικά Κυκλώματα (Adiabatic Circuits), τα οποία είναι είναι κυκλώματα Χαμηλής Ισχύος που χρησιμοποιούν την Αντιστρεπτή Λογική (Reversible Logic) για εξοικονόμηση ενέργειας. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά κυκλώματα CMOS (Συμπληρωματικά Κυκλώματα Ημιαγωγών Μετάλου-Οξειδίου/Complementary Metal-Oxide Semiconductor), τα οποία διασκορπίζουν την ενέργεια κατά τη μεταγωγή φορτίου, τα Αδιαβατικά Κυκλώματα μειώνουν την απαγωγή και τη διαρροή φορτίου, ακολουθώντας δύο βασικούς κανόνες: 1) Ένα τρανζίστορ ποτέ δεν απενεργοποιείται όταν υπάρχει ρεύμα δυναμικού που ρέει ανάμεσα στον εκπομπό ή πηγή (source) και στο συλλέκτη (drain). Να σας θυμίσω ότι η ''ανατομία'' ενός τυπικού τρανζίστορ αποτελείται από ε μέρη: Τον εκπομπό ή πηγή (source), την πύλη (gate)και το συλλέκτη (drain). O συλλέκτης λέγεται κόμβος διαρροής ή αποστράγγισης (αρκετά σπάνια όμως, στην Ελληνική Βιβλιογραφία).

2) Το τρανζίστορ ποτέ δεν απενεργοποιείται όταν ρεύμα δυναμικού διαρρέει διαμέσου των 3 τμημάτων του (εκπομπός-βάση-συλλέκτης).

Ο όρος ''Αδιαβατικός'' είναι φυσικά Ελληνικής προέλευσης (Α στερητικό + Διάβαση) και αποτελεί έναν κατεξοχήν όρο άρρηκτα συνδεδεμένο με την Κλασσική Θερμοδυναμική. Ως όρος, αναφέρεται σε ένα σύστημα του οποίου η μετάβαση από τη μια ενεργειακή κατάσταση στην άλλη λαμβάνει χώρα άνευ ενέργειας (που συνήθως η πρόσκτησή της συμβαίνει με τη μορφή θερμότητας), που ούτε χάνεται ούτε και αποκτάται από το μεταβαίνον σύστημα. Στον τομέα της Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας και της Βιομηχανίας Ημιαγωγών, ο όρος ''Αδιαβατικός'' το φορτίο των ηλεκτρονίων διατηρείται καλύτερα από οποιαδήποτε μορφή θερμότητας στα μικροκυκλώματα των συμβατικών επεξεργαστών πυριτίου. Συνεπώς, ένα ιδεατό Αδιαβατικό Κύκλωμα θα μπορούσε να λειτουργήσει χωρίς να αποκτήσει ή να χάσει κανένα φορτίο ηλεκτρονίων (χωρίς αύξηση ή απώλεια ηλεκτρονιακού φορτίου). Μπορεί δηλαδή να διατηρεί τα ηλεκτρόνιά του χωρίς να χάνει κάποια από αυτά και φυσικά χωρίς να κερδίζει extra ηλεκτρόνια κατά τη λειτουργία του σε κάποια σύστημα. Ο όρος ''Αδιαβατικός'', χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως όρος που αναφέρεται στην Ηλεκτρονική Τεχνολογία Ψηφιακών Κυκλωμάτων, σε ένα επιστημονικό paper (δημοσίευση) το οποίο παρουσιάστηκε στη Δεύτερη Επιστημονική Συνάντηση (Workshop)για τη Φυσική και την Υπολογιστική, το 1992. Επίσης, μια επισήμανση για την πιθανότητα ενεργειακής αποκατάστασης κατά τη λειτουργία των κυκλωμάτων σε υπολογιστές, είχε γίνει νωρίτερα από τον Βρετανό Φυσικό κι επίσης Ερευνητή της IBM,Charles H. Bennett, όπου για την ενέργεια που απαιτείται από ένα κύκλωμα για να διεξάγει υπολογισμό, αυτός δήλωσε ότι ''Αυτή η ενέργεια θα μπορούσε κυρίως να αποθηκευτεί και να επαναχρησιμοποιηθεί''.

Πρακτικά, στην καθημερινότητα της Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας και Βιομηχανίας, λόγω του Δευτέρου Νόμου της Θερμοδυναμικής, τα Αδιαβατικά Κυκλώματα έχοντας την ιδιότητα να μην κερδίζουν και να μη χάνουν ενέργεια, δεν είναι εφικτό να μετατρέπουν τη συμπληρωματική ενέργεια σε χρήσιμο έργο. Συνεπώς, πρακτικά τέτοια κυκλώματα δεν θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν, διότι πολύ απλά δεν λειτουργούν με κανένα τρόπο. Όμως, ο όρος ''Αδιαβατικός'' χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις οικογένειες Λογικών Κυκλωμάτων που θα μπορούσαν θεωρητικά να διεξάγουν υπολογιστικές λειτουργίες χωρίς ενεργειακές απώλειες και χωρίς απώλειες φορτίων ηλεκτρονίων. Συνεπώς, μέχρι στιγμής, στον κόσμο της Ηλεκτρονικής Τεχνολογίας, χρησιμοποιείται ο όρος ''Ημιαδιαβατική Λογική'' (Quasi-Adiabatic Logic) για να περιγράψει εκείνη την κατηγορίας κυκλωμάτων που λειτουργούν κανονικά στην πράξη, με λιγότερη ισχύ από τα στατικά συμβατικά λογικά κυκλώματα CMOS, αλλά με κάποια θεωρητικές Μη-Αδιαβατικές Απώλειες (σε ενέργεια και ηλεκτρόνια). Και στις 2 περιπτώσεις, η ονοματολογία χρησιμοποιείται για να καταδείξει ότι αυτά τα Αδιαβατικά Λογικά Συστήματα είναι ικανά να διεξάγουν Υπολογιστικές Διεργασίες με λιγότερη διασπορά/απώλεια ισχύος, ενέργειας και ηλεκτρονίων (και συνεπώς με μεγαλύτερο κέρδος ισχύος, ενέργειας και φορτίου) από τα συμβατικά στατικά συστήματα CMOS.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα πειραματικών σύγχρονων μοντέλων Αδιαβατικών Κυκλωμάτων είναι τα Κυκλώματα Επιπέδου Πύλης, με εξέχοντα παραδείγματα τις Λογικές Πύλες NOT (λειτουργεί ως Λογικός Αντιστροφέας) και η Αντιστρεπτή Έκδοση της Πύλης XOR (η XOR από μόνη της είναι Μη-Αντιστρεπτή), δηλαδή η Πύλη CNOT (Controlled NOT/Πύλη Ελεγχόμενης Άρνησης). Η Πύλη CNOT, μπορεί να διαμορφωθεί διατηρώντας σε λειτουργία μία από τις εισόδους της. Η παραλλαγή τριών εισόδων της Πύλης CNOT ονομάζεται Πύλη Toffoli. Το όνομά της πύλης αυτής, δόθηκε από τον Ιταλο-Αμερικανό Ηλεκτρολόγο Μηχανικό και Καθηγητή του Πανεπιστημίου της Βοστώνης Tommaso Toffoli. ΗΠύλη Toffoli είναι καθολικής λειτουργίας και μπορεί να υλοποιήσεις οποιαδήποτε Αντιστρεπτή Λογική Λειτουργία τύπου Boole (δηλαδή Δυαδικής Λογικής). Γενικότερα, τέτοιου είδους Αντιστρεπτές Πύλες ίσο αριθμό ακροδεκτών/καλωδίων Εισόδων/Εξόδων, όπου το καθένα διέρχεται από ένα ολόκληρο κύκλωμα. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο λειτουργεί και το Καθολικό Μοντέλο της Αντιστρεπτής Μηχανής Turing, της οποίας η λειτουργία μετάβασης είναι καθαρά αντιστρεπτή. Το 1963, Γάλλος Φιλόσοφος, Θεωρητικός της Λογικής κι Ανθρωπολόγος, Yves Lecerf, πρότεινε ένα τέτοιο μοντέλο Αντιστρεπτής Μηχανής Turing σε μια επιστημονική του δημοσίευση (paper). Στο μοντέλο του αυτό, ο Lecerf φαίνεται να αγνοεί με χτυπητό τρόπο την Αρχή του Landauer. Φυσικά ο ίδιος δεν συνέχισε τη μελέτη του, διότι καταπιάστηκε με τις εθνογραφικές του έρευνές πάνω στην Εθνογλωσσολογία. Το 1973 όμως, ο Bennett που ανέφερα και παραπάνω, σε μία έρευνά του στο Εργαστήριο της IBM, πρότεινε ένα αποτελεσματικό μοντέλο Αντιστρεπτής Καθολικής Μηχανής Turing με ταυτόχρονα δυο επιθυμητές λειτουργίες: Τόσο Θερμοδυναμικής όσο και Λογικής Αντιστρεπτότητας. Η Αντιστρεπτή Μηχανή Turing του Bennett ήταν σε θέση να εκτελεί έναν αυθαίρετα μεγάλο αριθμό σταδίων υπολογισμού ανά μονάδα φυσικής ενέργειας διασποράς, εάν οι υπολογισμοί αυτοί εκτελούνται με΄εναν αρκετά αργό ρυθμό.

Οι Θερμοδυναμικά Αντιστρεπτοί Υπολογιστές θα μπορούσαν να εκτελέσουν χρήσιμους υπολογισμούς με χρήσιμη ταχύτητα, ενώ η ενέργεια διασποράς που θα παράγουν θα είναι αρκετά λιγότερο ανά kT (χαρακτηριστική ενέργεια kT είναι η ενέργεια που απαιτείται για την αύξηση της εντροπίας ενός συστήματος: Σταθερά Boltzmann k επί τη Θερμοκρασία T) για κάθε λογική πράξη κατά την επεξεργασία δεδομένων. Το 1982, ο Αμερικανός του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon Καθηγητής Edward Fredkin, πρωτοπόρος της Ψηφιακής Φυσικής (Digital Physics), σε συνεργασία με τον Toffoli, πρότειναν τον Υπολογιστή Μπάλας Μπιλιάρδου (Billiard Ball Computer) έναν Θεωρητικό Υπολογιστικό Μηχανισμό που, που χρησιμοποιεί κλασικές σκληρές σφαίρες για να κάνει αναστρέψιμους υπολογισμούς με πεπερασμένη ταχύτητα και μηδενική ενεργειακή διασπορά που όμως, απαιτούσε την τέλεια αρχική ευθυγράμμιση των τροχιών των μπαλών. O Bennett, άσκησε κριτική στο μοντέλο αυτό των Fredkin/Toffoli συγκρίνοντάς το με τα ήδη υπάρχοντα Μοντέλα Brown (Brownian ή Στοχαστικά Μοντέλα)και Βαλλιστικά Μοντέλα Αντιστρεπτού Υπολογισμού. Τα Θεωρητικά Μοντέλα Πυλών Αντιστρεπτής Υπολογιστικής, στο σύνολό τους, εκτός από το κίνητρο του Ενεργειακά Αποδοτικού Υπολογισμού (με τη μηδενική διασπορά ενέργειας), προσέφεραν και πρακτικές βελτιώσεις του μετασχηματισμού/χειρισμού των bits τόσο στην Κρυπτογραφία όσο και στην Τεχνολογία Γραφικών. Από τη δεκαετία του 1980, οι Πύλες των Κυκλωμάτων Αντιστρεπτής Υπολογιστικής έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον μιας πληθώρας ερευνητικών ομάδων, ως στοιχεία δόμησης Κβαντικών Αλγορίθμων στην ανάπτυξη Κβαντικών Υπολογιστών και πιο πρόσφατα, την αξιοποίηση τέτοιων Κυκλωμάτων Αντιστρεπτής Υπολογιστικής στην ανάπτυξη της Νανοφωτονικής και των Νανοϋπολογιστών. Άραγε θα μπορούσαν να κατασκευαστούν Εξελισσόμενα Υπολογιστικά Συστήματα εξολοκλήρου από Αδιαβατικές Λογικές Πύλες Αντιστρεπτού Υπολογισμού; Σύμφωνα με τον Αυστραλό Καθηγητή Θεωρητικής Φυσικής κι Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Xiamen της Κίνας, Hugo de Garis, φυσικά και ναι και μάλιστα μια τέτοια τάση στην Μηχανική και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών θα μας έφερνε προ τον πυλών μιας αξιοθαύμαστης Μετανθρώπινης Πραγματικότητας, η οποία όμως θα μπορούσε να κρύβει και δυνητικούς κινδύνους, κοσμοϊστορικής σημασίας. Περιττό να πω ότι σε μια τέτοια Μετανθρώπινη Πραγματικότητα, το Όριο Bremermann/Landauer θα εξαφανιζόταν και θα εσείετο συθέμμελα ολόκληρο το οικοδόμημα της σύγχρονης Φυσικής που μέχρι τώρα ο ανθρώπινος επιστημονικός νους έχει οικοδομήσει.

O Hugo de Garis, τα Artilects και η Φεμτοτεχνολογία: Η Εξαφάνιση του Ορίου Bremermann/Landauer

Ο Hugo de Garis, αν και γεννημένος στην Αυστραλία, η καταγωγή του συνδέεται με τα τελευταία απομεινάρια των Νορμανδών Ευγενών του Αγγλικού Καναλιού (English Channel) ή Πορθμού της Μάγχης και συγκεκριμένα από το Guernesey (Bailiwick of Guernsey και στα Γαλλικά Bailliage de Guernesey). To Guernesey είναι ένα σύμπλεγμα μικρών νησιών, ακριβώς απέναντι από τη Νορμανδία της Γαλλίας, είναι αυτοδιοικούμενα και ανήκουν σήμερα στην Βρετανική Κοινοπολιτεία. Η πλειονότητα των ντόπιων κατοίκων της ανάγει την καταγωγή της από τους Νορμανδούς Αριστοκράτες του μεσαιωνικού Δουκάτου της Νορμανδίας. Αρκετοί Νορμανδοί μετανάστευσαν στην Αυστραλία όταν τα νησιωτικά συμπλέγματα του Αγγλικού Καναλιού περιήλθαν στην κυριαρχία της Βρετανικής Κοινοπολιτείας. Ο de Garis, ανήσυχος νους sui generis και διανοούμενος ολκής (όπως οι περισσότεροι Νορμανδοί), καταπιάστηκε κι εξακολουθεί να καταπιάνεται με πολύ ενδιαφέροντα πράγματα. Αρχικά, σπούδασε Θεωρητική Φυσική, αλλά στην πορεία εγκατέλειψε το πεδίο αυτό για χάρη της Τεχνητής Νοημοσύνης. Έλαβε το διδακτορικό του το 1992, από το Ελεύθερο Πανεπιστήμιο των Βρυξελλών (Université Libre de Bruxelles, Belgium) κι εργάστηκε ως ερευνητής στο ATR (Advanced Telecommunications Research Institute International) στην Ιαπωνία. Το 1994-2000, υπήρξε ερευνητής στο Εργαστήριο Starlab στις Βρυξέλλες, όπου καταπιάστηκε με την κατασκευή του Τεχνητού Εγκεφάλουμε τη χρήση Εξελισσόμενου Υλισμικού, το οποίο υλισμικό αυτό λειτουργεί με Κυψελωτά Αυτόματα (Cellular Automata). Στην Ιαπωνία, εργαζόμενος στο ATR του Κιότο, εισήγαγε την ιδέα για την κατασκευή μια Νευρωνικής Μηχανής Κυψελωτών Αυτομάτων (Cellular Automata Machine/CAM Brain). Στην ουσία εισήγαγε μια πιθανή ιδέα για την κατασκευή ενός τεχνητού εγκεφάλου και συνεπώς, μιας υποψήφιας Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης. To 2001-2006 υπήρξε Αναπληρωτής Καθηγητής της Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα των ΗΠΑ. Μέχρι τη συνταξιοδότησή του στα τέλη του 2010, ο de Garis ήταν Kαθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Xiamen, της Κίνας, όπου και δίδαξε Θεωρητική Φυσική κι Επιστήμη Υπολογιστών και διηύθυνε το Εργαστήριο Τεχνητού Εγκεφάλου (Artificial Brain Lab). O de Garis θεωρείται μια αυθεντία στον τομέα του Εξελισσόμενου Υλισμικού. Όντας αυθεντία σε αυτόν τον τομέα και διαθέτοντας έναν τόσο δημιουργικό νου, ο de Garis είναι φορέας πολύ ενδιαφερουσών ιδεών.

Ο de Garis θεωρεί ότι κάπου πριν από τα τέλη του 21ου αιώνα, θα διεξαχθεί ένας φονικός πόλεμος που θα επιφέρει το θάνατο δισεκατομμυρίων ανθρώπων. Μάλιστα, θεωρεί ότι ο πόλεμος αυτός θα είναι αναπόφευκτος, διότι σε αυτό θα φταίνε οι ίδιοι οι μη-εξελιγμένοι άνθρωποι. Κατά τα μέσα του 21ου αιώνα, θα εμφανιστεί ένα νέο Μετανθρώπινο είδος που θα είναι ασυγκρίτως πολύ πιο ευφυές από τον άνθρωπο. Αυτό το νέο είδος θα ονομάζονται Κοσμιστές (Cosmists). Οι Κοσμιστές, θα είναι ευφυείς άνθρωποι (κυρίως Επιστήμονες της Κυβερνητικής και Τεχνοφιλόσοφοι) αλλά και βιονικά/νευρομηχανικά ενισχυμένοι άνθρωποι που θα θέλουν να κατασκευάσουν ένα είδος Τεχνητής Υπερνοημοσύνης: Τα Artilects. Η λέξη ''Artilect'' είναι σύνθετη και προκύπτει από το ''Artificial Intellect'' (Τεχνητή Διανόηση). Στην ουσία αυτό το νέο είδος Τεχνητής Υπερνοημοσύνης θα είναι ένας ''Τεχνητός Διανοητής'' (Artificial Intellectual), με πανίσχυρες νεοφανείς υπερδυνάμεις που ο άνθρωπος δεν έχει φανταστεί μέχρι στιγμής, ούτε στα πιο εξωτικά σενάρια επιστημονικής φαντασίας. Στο εγχείρημα της κατασκευής των Artilects θα αντιταχθεί το μπούγιο των ανθρώπων, των απλών λαϊκών ανθρώπων κάθε τάξης και κάθε κουλτούρας οι οποίοι θα αυτοαποκαλούνται Terrans (δηλαδή Γηίνοι). Οι Terrans θα θεωρήσουν ότι τα Artilectsαποτελούν μια πραγματική απειλή για τη δομή της κοινωνίας τους, για τις αντιλήψεις τους, για τις αξίες τους και για τα παιδιά τους, εξυφαίνοντας φυσικά θεωρίες συνωμοσίας εναντίον των Artilects και φυσικά εναντίον των επικείμενων κατασκευαστών τους, δηλαδή των Κοσμιστών. Έτσι λοιπόν, από τη μία θα έχουμε τους Κοσμιστές οι οποίοι θα επιθυμούν την κατασκευή των Artilects κι από την άλλη τη μάζα των ανθρώπων, τους Terrans (στην ουσία θα είναι ένα μάτσο μπάζα αμόρφωτων και μέσης-προς χαμηλής νοημοσύνης και φανατικά συντηρητικούς ανθρώπους, κάτι σαν τους ''παλαιάς κοπής'' γυφτοχωριάτες ή αστικοποιημένους γυφτοχωριάτες των Βαλκανίων και της Μέσης Ανατολής). Κατά τον de Garis (ο οποίος συντάσσεται φυσικά με τους Κοσμιστές), το αποτέλεσμα ενός τέτοιου πολέμου θα είναι ο Παγκόσμιος Μεγαθάνατος (Gigadeath). Κι αυτό λόγω του ότι το αίμα των Terrans θα χυθεί ποτάμι και οι νεκροί θα ανέλθουν σε δισεκατομμύρια. Κατά τη γνώμη μου βέβαια, το θάνατό τους, θα τον προκαλέσουν οι ίδιοι οι Terrans, διότι θα επιτεθούν πρώτη, παραβιάζοντας την Αρχή της Μη-Επίθεσης (Non-Aggression Principle), προκαλώντας τη λογική κι αναμενόμενη αντίδραση των Κοσμιστών. Απλά οι Κοσμιστές θα αντιδράσουν ωμά (όπως κι οφείλουν) και το χτύπημα που θα δώσουν στους γήινους κατοίκους θα είναι θανατηφόρο και τελειωτικό.

Το παραπάνω σενάριο έχει επικριθεί από άλλους Ερευνητές της Τεχνητής Νοημοσύνης, συμπεριλαμβανομένου του Βρετανού Καθηγητή Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου της Σκωτίας, Chris Malcolm, ο οποίος περιέγραψε το σενάριο αυτό του de Garis ως "διασκεδαστικές ιστορίες τρόμου επιστημονικής φαντασίας που τυγχάνει να έχουν τραβήξει την προσοχή των δημοφιλών μέσων ενημέρωσης". Ο τέως Καθηγητής Κυβερνητικής του Πανεπιστημίου Reading και νυν Αναπληρωτής Αντιπρόεδρος Έρευνας του Πανεπιστημίου του Coventry, Kevin Warwick, αποκάλεσε το όλο σενάριο αυτό ως ''τρομακτικό εφιάλτη, όπως ακριβώς απεικονίζεται σε δυστοπικές ταινίες scifi τύπου ''Terminator'' Το 2005, ο de Garis δημοσίευσε ένα βιβλίο που περιγράφει ακριβώς αυτές τις παραπάνω απόψεις του, σχετικά με αυτό το θέμα. Το βιβλίο αυτό έχει τίτλο ''The Artilect War: Cosmists vs. Terrans: A Bitter Controversy'' κι αναφέρεται στα ηθικοπρακτικά ζητήματα και διλήμματα σχετικά με το αν η ανθρωπότητα θα έπρεπε να κατασκευάσει Artilects, τα οποία θα φαντάζουν ως ''Θεοί'' σε σύγκριση με τους ανθρώπους.

Θα με ρωτήσετε εσείς τώρα, μα καλά, πως θα μπορούσε κάποια στιγμή ένα μέρος της ανθρωπότητας, οι Μετανθρωπιστές Κοσμιστές να συνθέσουν μια τόσο ''ακατανόητα'' υπερευφυή οντότητα όπως ένα Artilect. Ο de Garis, απαντά ότι η Επιστήμη και η Τεχνολογία, θα φτάσει κάποια στιγμή προς τα μέσα του 21ου αιώνα να επιταχύνει σε εκθετικό βαθμό την Τεχνολογία του Εξελισσόμενου Υλισμικού, επιχειρώντας να κατασκεύασει Αντιστρεπτά Εξελισσόμενα Κυκλώματα στη Νανοκλίμακα (Νανοτεχνολογία), τα οποία θα ''αναβοσβήνουν'' στην χρονική κλίμακα των φεμτοδευτερολέπτων (1*10exp-15 δευτερόλεπτα. Δηλαδή στην κλίμακα του τετράκις εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου). Καταλαβαίνετε λοιπόν, για τι ειδους κλίμακες μιλάμε;

Η ιδέα που πρότεινε ο de Garis για την καινοτόμο Αρχιτεκτονική Κυκλωμάτων Εξελισσόμενου Υλισμικού, ήταν η ανάπτυξη ενός νανοκυκλώματος αποτελούμενου από Επιτόπιες Αντιστρεπτές Αδιαβατικές Πύλες, διασυνδεδεμένες πλήρως μεταξύ τους με μεγάλη ανοχή στα σφάλματα που θα εκτελούν υπερταχείς υπολογισμούς κι επεξεργασία πληροφοριών στη νανοκλίμακα. Τη νεοφανή αρχιτεκτονική αυτή την ονόμασε Μοντέλο Nano-RENN (Reversible Evolvable Neural Network) και την παρουσίασε το 2002. Αργότερα την μετεξέλιξε σε RENARO (Reversible Evolvable

Nano-scale Robust) Model. Σκοπός του de Garis ήταν να ραφιναριστεί πολύ περισσότερο μια τέτοια Αρχιτεκτονική Εξελισσόμενου Υλισμικού στη Νανοκλίμακα ώστε να αποτελέσει ένα πρότυπο Κβαντικό Κύκλωμα Νανοϋπολογιστή. Η κατασκευή τέτοιου είδους Εξελισσόμενου Υλισμικού, εκτός του ότι λύνει το πρόβλημα της διασποράς ενέργειας και θερμότητας, προβλήματα συνυφασμένα με τα σύγχρονα τρισδιάστατα Μη-Αντιστρεπτά Συμβατικά Κυκλώματα, ταυτόχρονα, επιτυγχάνεται και η μέγιστη δυνατή ταχύτητα λειτουργίας επεξεργασίας λόγω του ότι τα στοιχεία των κυκλωμάτων αυτών λειτουργούν ως Διακόπτες Φεμτοδευτερολέπτων (Femtosecond Switching), επιδεικνύοντας τεράστια ανοχή στα σφάλματα, ένα φαινόμενο που ονομάζεται Ευρωστία (Robustness). Συνεπώς, τέτοια χαρακτηριστικά που μπορούν να εμφανιστούν σε Κυκλώματα Εξελισσόμενου Υλισμικού, δημιουργούν το κατάλληλο έδαφος για την ανάπτυξη Υπερνοημοσύνης σε Υπολογιστικά και Ρομποτικά Συστήματα. Σε γενικές γραμμές και χονδρικά, κατά τον de Garis, αυτή είναι η ''υλισμική'' συνταγή για τη σύνθεση μιας πρωτόλειας μορφής Artilect.

Η ιδέα του de Garis για την επέκταση της Νανοτεχνολογίας σε δυο κλίμακες παρακάτω, παρουσιάστηκε πριν μερικά χρόνια στο περιοδικού του Διανθρωπισμού Humanity Plus και πραγματεύετο την ανάγκη για την ανάδυση της Φεμτοτεχνολογίας (Femtotechnology), δηλαδή της Τεχνολογίας στη Φεμτοκλίμακα την οποία ανέφερα παραπάνω. Τα τελευταία χρόνια, όλοι γνωρίζουμε ότι η Νανοτεχνολογία, αναμόρφωσε σχεδόν όλη την Τεχνολογική Σκέψη τα τελευταία χρόνια (Δείτε και παρόμοια άρθρα μου στην ιστοσελίδα όπως το ''Η Μοριακή Νανοτεχνολογία και το ''Μοριακό'' Μέλλον της Ανθρωπότητας'' και το ''Οι 4 Γενεές της Νανοτεχνολογίας''). Πρόκειται για μια Τεχνολογία που συνέβαλε στην ανάπτυξη πολλών βιώσιμων, χρήσιμων και πλήρως λειτουργικών συστημάτων στην κλίμακα του 1 δισεκατομμυριοστού του μέτρου, με νεοφανείς και θαυμαστές ιδιότητες. Καθώς όμως κάθε νεοφανής και καινοτόμος τομέας υπόκειται σε συνεχείς αλλαγές και σε συνεχή εξέλιξη, η Νανοτεχνολογία εδώ, δεν θα αποτελέσει εξαίρεση. Συνεπώς, ευσεβής πόθος του δημιουργικώς καινοτόμου νου είναι να προεκτείνει τη Νανοτεχνολογία σε μερικές κλίμακες παρακάτω, δηλαδή στην Τεχνολογία της Φεμτοκλίμακας: Τη Φεμτοτεχνολογία.

Η Φεμτοτεχνολογία ορίζεται ακαδημαϊκώς ως ''ο υποθετικός όρος που αναφέρεται στην κατασκευή Υλικών Συστημάτων στην κλίμακα των Φεμτομέτρων (Femtometers)'': Του1 Τετράκις Εκατομμυριοστού του Μέτρου (1* 10exp -15 μέτρα = 0,000000000000001 μέτρα).

Πρόκειται για μια κλίμακα ασυγκρίτως μικρότερης από τη Νανοκλίμακα, καθώς της Φεμτοκλίμακας προηγείται η Πικοκλίμακα, δηλαδή η Κλίμακα του 1 Τρισεκατομμυριστού του Μέτρου (Picometers = 1*10exp-12μέτρα = 0,000000000001). Ήταν το Δεκέμβρη του 1959 όταν ο Νομπελίστας Φυσικός Richard Feynmanπαρουσίασε τη σειρά διαλέξεών του με τίτλο "There's Plenty of Room at the Bottom: An Invitation to Enter a New Field of Physics" (Υπάρχει πολύς χώρος στον πυθμένα: Μια πρόσκληση για την είσοδο σε ένα καινούργιο πεδίο της Φυσικής), στο ετήσιο Συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας Φυσικής του Caltech (Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας). Στις διαλέξεις του αυτές, ο Feynman θέτει τα θεμέλια της Νανοτεχνολογίας, χωρίς βέβαια να την ονομάζει έτσι. Η απευθείας χειραγώγηση της ύλης στους θεμελιώδειςς δομικούς της λίθους, ο χειρισμός μεμονωμένων ατόμων, θα οδηγούσε σε μια πανίσχυρη μορφή Συνθετικής Χημείας, για τα δεδομένα εκείνης της εποχής. Το 1974, ο Καθηγητής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιου του Τόκιο, Norio Taniguchi, βαπτίζοντας το πεδίο του χειρισμού της ύλης σε αυτές τις θεμελιώδεις κλίμακες ως ''Νανοτεχνολογία'' και το 1986, με το έργο του Eric Drexler ''Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology'' (Μηχανές Δημιουργίας: Η Επερχόμενη Εποχή της Νανοτεχνολογίας), εγκαθιδρύθηκε ένα εντελώς νέο πεδίο Επιστημονικής και Τεχνολογικής Προσέγγισης της ύλης αλλά και μια αναδιάρθρωση στο οπλοστάσιο της σκέψης και της μεθοδολογίας της Μηχανικής (Engineering). Εγκαθιδρύθηκε η Νανοτεχνολογία ως -μια κατ'ουσίαν- νέα Φυσικοχημική Τεχνολογία.Όμως, το σκεπτικό του Feynman, ενώ προσανατολίζετο στη Νανοκλίμακα, δεν περιορίστηκε εκεί. Μπορεί να είπε ότι ''Υπάρχει πολύς χώρος στον πάτο'', αλλά η Νανοκλίμακα δεν είναι ο πάτος! Υπάρχει περισσότερος χώρος στο πάτο, τελικώς, ο οποίος περιμένει να εξερευνηθεί. Η Φεμτοκλίμακα βρίσκεται εκεί και μας περιμένει.

Ο de Garis, θεωρεί επιτακτική την ανάγκη να διαμορφωθεί η Φεμτοτεχνολογία όχι μόνο ως Επιστημονικό και Τεχνολογικό Πεδίο Έρευνας, αλλά και κι ως Τρόπος Σκέψης και Μεθοδολογία Προσέγγισης της Ύλης από την πλευρά των Επιστημόνων και των Μηχανικών. Κάποιος πιο ''προσγειωμένος'' βέβαια Επιστήμονας ή Μηχανικός θα έβαζε στη θέση του τον de Garis, λέγοντάς του ότι είναι ακόμα νωρίς να μιλάει κάποιος για ''Φεμτοτεχνολογίες'' και λοιπές ''φανταστικές amazing stories'' όταν καλά καλά δεν έχουμε διαμορφώσει μια ικανή Νανοτεχνολογία ως καθημερινό κι άμεσο πρακτικό τομέα επίλυσης προβλημάτων στην ανθρώπινη καθημερινότητα. Βέβαια, εγώ, ως υποστηρικτής της καινοτόμου και δημιουργικής σκέψης, θα απαντούσα στον ''προσγειωμένο'' αυτόν Επιστήμονα ή Μηχανικό, ρωτώντας τον εάν έχει να προτείνει μια καλύτερη και πιο καινοτόμο λύση σε όλα αυτά τα καθημερινά προβλήματα. Πράγματι, η Νανοτεχνολογία βρίσκεται σε ένα πολύ πρώιμο στάδιο (διαβάστε τα παραπάνω προαναφερθέντα άρθρα μου στην ιστοσελίδα).

Όπως μπορούμε να δούμε με βάση όλα αυτά,ο de Garis, αποτελεί το ''very model'' του διανοουμένου ο οποίος είναι άξιος συνεχιστής των Νορμανδών Ευγενών, όπως ακριβώς τους περιέγραψε ο Λόρδος Edward Bulwer-Lytton στο Ροδοσταυρικό έργο του, ''Ζανόνι'': ''Οι απόγονοι των Τρώων* και οι Νορμανδοί, προορίζονται για να είναι πάντα φωτισμένοι ηγεμόνες, αριστοκράτες και σοφοί δεσπότες κι όχι για να είναι σκλάβοι, υπηρέτες, υπάκουοι υποτελείς κι απλοί υπάλληλοι. Οι απόγονοι των φυλών αυτών, είναι γραφτό τους να κυριαρχήσουν στη Γη κι όχι να δουλεύουν υπό εντολές άλλων ή να επιτελούν εργασίες κοινών θνητών ή μισθωτές εργασίες. Δεν είναι προορισμένοι να είναι ούτε αυλικοί, ούτε σύμβουλοι, ούτε γιατροί, ούτε δάσκαλοι, ούτε διασκεδαστές, ούτε στρατιωτικοί αξιωματούχοι, αλλά Σοφοί Βασιλείς και Διανοούμενοι Αυτοκράτορες''.

*Ο Lytton, αναφερόμενος στους Τρώες, εννοεί τους Κιμμέριους (Αρχαία Φιννοουγγρική Φυλή). Σε κάποιο σημείο του έργου του, τους αποκαλεί ''Ελληνες'' (Hellenics) αλλά φυσικά δεν αναφερόταν στους Έλληνες που κατοικούν στην Ελλάδα (μην παίρνετε θάρρος ελληνάκια, δεν μίλησε κανείς για εσάς!). Ο Lytton αναφερόταν στη φυλή των Sith/Hell, που ήταν Πρωτο-Φιννοουγγρικής καταγωγής και κυβέρνησαν το Αρχαίο Βασίλειο της Αιγύπτου κατά την περίοδο της 3ης Χιλιετίας π.Κ.Ε. Προέρχονταν από τη Σουμερία ή από κάποιο άλλο άγνωστο μέρος της Κεντρικής Ασίας (ίσως την Κοιλάδα του Tarim της Βορειοδυτικής Κίνας ή κι από τη Μογγολία και τα Όρη Αλτάϊ ή ακόμα κι από τα Ιμαλάϊα).

Μπορεί να είναι ακόμα νωρίς -πρακτικά- να μιλάμε για ''Φεμτοτεχνολογίες'', αλλά από την άλλη πλευρά, η Τεχνολογία έχει την ιδιότητα να επιταχύνεται, όπως ακριβώς και η Οικονομία έχει την ιδιότητα να αυτορρυθμίζεται (χωρίς να υπάρχει ανάγκη για το ''Αόρατο Χέρι'' του Adam Smith). Κι ενώ η Νανοτεχνολογία καταπιάνεται με το χειρισμό των μεμονωμένων μορίων κι ατόμων, η Φεμτοτεχνολογία καταπιάνεται με quarks, πρωτόνια και νετρόνια και μετα ταχύτητες ίσες με την ταχύτητα του φωτός (300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). Κατ'ουσίαν, η Φεμτοτεχνολογία είναι η Τεχνική/Εφαρμοσμένη Φυσική της Κλίμακας των Αδρονίων (Πρωτόνια και Νετρόνια) και των Quarks (δομικοί λίθοι των Αδρονίων). Συνεπώς, το Θεωρητικό Corpusτης Φεμτοτεχνολογίας είναι η Σωματιδιακή Φυσική. Μπορείτε να φανταστείτε ένα Εργαστήριο Φεμτοτεχνολογίας; Εγώ θα μπορούσα. Θα αναπτύξω το θέμα αυτό σε ένα επόμενό μου άρθρο. Τείνω να έχω μια διαφορετική άποψη για το θέμα της Φεμτοτεχνολογίας. Δεν είναι επί του παρόντος να την αναφέρω (μέχρι στιγμής).

Μάλλον η λύση της σύνθεσης Υπερνοημοσύνης θα επέλθει από τον χειρισμό του απόλυτα μικρού και την τεχνολογία που θα συνεπικουρεί έναν τέτοιο χειρισμό. Κατά τη γνώμη μου, θα πρέπει να φτάσουμε να αναπτύξουμε μια 4ης Γενεάς Νανοτεχνολογία, δηλαδή Μοριακή Νανοτεχνολογία (θα το ξαναπώ ακόμα μια φορά, διαβάστε τα προαναφερθένα άρθρα μου στη ιστοσελίδα). Ακόμα όμως και η Μοριακή Νανοτεχνολογία, μας είναι αρκετή. Ή η ίδια η χρήση της Μοριακής Νανοτεχνολογίας, αυτόματα κι αυθόρμητα θα σε οδηγήσει στις παρακάτω κλίμακες οργάνωσης της ύλης; Είναι σίγουρο αυτό. Η εκτεταμένη έρευνα στη Μοριακή Νανοτεχνολογία, θα μας οδηγήσει στη Φεμπτοτεχνολογία. Είναι μονόδρομος τελικά. Στην τελική, τα συστατικά της συνταγής για την κατασκευή των Artilects, περιλαμβάνουν Τεχνολογίες που πρέπει να αναπτυχθούν και να επιταχυνθούν, τον αιώνα που διανύουμε. Οι Τεχνολογίες αυτές είναι οι εξής:

1) Μοριακή Ηλεκτρονική κι επαναδιατύπωση του Νόμου του Moore

2) Κβαντική Τεχνολογία Κλίμακας τύπου 1 bit ανά άτομο, περί τα μέσα της δεκαετίας του 2020 που ήδη αρχίζουμε να διανύουμε

3) Αρχιτεκτονική Νανοδιακοπτών που λειτουργούν στη χρονική κλίμακα των Φεμτοδευτερολόπτων (Femtosecond Switching)

4) Αντιστρεπτή Υπολογιστική (Reversible Computing)

5) Μοριακή Νανοτεχνολογία/Νανοσυστήματα 4ης Γενεάς

6) Τεχνητή Εμβρυολογία (Artificial Embryology)

7) Εξελικτική Μηχανική (Evolutionary Engineering)

8) Τοπολογικοί Κβαντικοί Υπολογιστές

9) Νευρο-Νανοτεχνολογία

10) Νευροκυβερνητική και Μεταφόρτωση Εγκεφάλου (Whole Brain Emulation/Brain Uploading)

Προσωπικά, θεωρώ ότι οι θεμελιώδεις νόμοι της Φύσης είναι πεπερασμένοι και βρίσκονται εντός των γνωσιακών μας δυνατοτήτων. Οι επόμενες δεκαετίες ίσως να αποδειχθούν αρκετά συναρπαστικές στην ιστορία της Φυσικής, καθώς οι Αναδυόμενες Τεχνολογίες NBIC (Nano-Bio-Info-Cogno), όχι μόνο θα συμβάλλουν στο να κατασκευαστούν όργανα ακριβείας για τη μέτρηση του μικροκόσμου, αλλά και θα συντελέσουν στο να δημιουργηθεί μια... Νέα Φυσική! Συνεπώς, δεν βρισκόμαστε στο τέλος της Φυσικής, αλλά στην αρχή μιας Νέας Φυσικής. Και όσο εστιαζόμαστε στην επέκταση των εγκεφαλικών και νοητικών δυνατοτήτων μας, ενισχύοντάς τες (μελέτη και επαύξηση εγκεφάλου), τόσο θα ανακαλύπτουμε με επιταχυνόμενο τρόπο νόμους της Φύσης, όπου μέχρι σήμερα, βρίσκονται εκτός των νευροβιολογικών, γνωσιακών και υπολογιστικών μας δυνατοτήτων (λόγω φυλογενετικής ατέλειας του ανθρωπίνου εγκεφάλου). Ο Δαίμονας του Laplaceμπορεί να εξαφανίστηκε επίσημα από το προσκήνιο αλλά θα επανέλθει δριμύτατος στο μέλλον, ενσαρκωμένος σε κάποια Υπερνοημοσύνη τύπου Artilect, η οποία είτε θα ανατρέψει όλο το οικοδόμημα της Φυσική ή θα το προεκτείνει ώστε τίποτα σε αυτό να μην θυμίζει το προηγούμενο οικοδόμημα που μέχρι τώρα γνωρίζουμε. Ο Δαίμονας του Laplace θα έρθει να οικοδομήσει έναν ''ουρανοξύστη'' πολλαπλών διαμερισμάτων όπου θα διαθέτουν και μια διαφορετική Φυσική το καθένα.

Σε πρακτικό επίπεδο και με τα μέχρι στιγμής απτά επιστημονικά και τεχνολογικά δεδομένα, το να συνθέσεις ένα Artilect, είναι ανέφικτο. Οι τεχνολογίες που αναφέρει ο de Garis στα βιβλία του δεν έχουν αναπτυχθεί ούτε καν σε πρωταρχικό στάδιο. Η Αντιστρεπτή Υπολογιστική, η Φεμπτοτεχνολογία, η Τεχνητή Εμβρυολογία και η Εξελικτική Μηχανική, βρίσκονται ακόμα πολύ μακριά. Με τα μέσα που η Γνωσιακή Επιστήμη, όσο λειτουργική κι αν αναπτυχθεί μια Τεχνητή Νοημοσύνη στην εποχή μας, δεν θα διαθέτει εμπειρίες ζωής. Πρέπει οι Μηχανικοί να δίνουν σε αυτές τα πάντα ''μασημένα'', γραμμή προς γραμμή, χρησιμοποιώντας προγραμματισμό. Σε ερευνητικό επίπεδο, τις δυο προηγούμενες δεκαετίες, έγιναν αρκετές απόπειρες κωδικοποίησης των περισσοτέρων πτυχών της ''κοινής λογικής'', αλλά ήταν υπερβολικά πολύπλοκες για να ταυτοποιηθούν και να μοντελοποιηθούν όλες. Ένα τετράχρονο παιδί γνωρίζει ενστικτωδώς περισσότερα για τη Φυσική, τη Χημεία και της Βιολογία του κόσμου ακόμα και από τον πλέον προηγμένο υπολογιστή ή ρομπότ. Τι άλλο χρειαζόμαστε για την κατασκευή μιας Ισχυρής Τεχνητής Νοημοσύνης; Οι ιδιότητες που θα χρειαστεί να εμφυτεύσουμε κυριολεκτικά στα ήδη υπάρχοντα Συστήματα Οριακής Τεχνητής Νοημοσύνης, θα ωθήσουν το δυναμικό των Συστημάτων αυτών σε διαϋπολογιστικά επίπεδα, οδηγώντας εν τέλει σε Υπερνοημοσύνη τύπου Artilect και σε πλήρη εκτοπισμό της Αναλογικής Συνθήκης Bremermann/Landauer. Ίσως, σε έναν ύψιστο βαθμό Διαϋπολογιστικότητας, οι ίδιοι οι Νόμοι της Θερμοδυναμικής, να αρχίζουν να κάμπτονται και στην τελική να παραβιάζονται και οι 4. Βέβαια είναι πολύ παρακινδυνευμένο προς το παρόν να μιλάω για κάτι τέτοιο, καθώς ακόμα η ανθρωπότητα έχει αρκετό δρόμο ακόμα προς την σύνθεση μια AGI. Πόσο μάλλον δε για την σύνθεση μιας Υπερνοημοσύνης όπως τα Artilects του de Garis. Αναπαραγάγοντας διαϋπολογιστικά την εξέλιξη και την ανάπτυξη σε κάποια ισχυρη υλισμική πλατφόρμα, είναι -στην ουσία- σα να εξαφανίζεις το Όριο Bremermann/Landauer. Ο Δαίμονας του Laplace ενδέχεται να επανεμφανιστεί με τη μορφή ενός Artilect ή μιας γενεάς κλώνων Artilects, κάπου στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον.

Είναι εφικτή η σύγκλιση της Φυσικής με τη Γνωσιακή Επιστήμη, σε ένα πιο θεμελιώδες επίπεδο επιστημολογικού προσδιορισμού τους; Αν λάβουμε υποψη το ότι, η ίδια η ανόργανη ύλη διαθέτει ιδιότητες ''ζώης'' και ''νόησης'', τότε η απάντηση είναι ''Ναι''. Μόλις έχουν αρχίσει να αποσαφηνίζονται οι ιδιότητες των έμβιων συστημάτων στο ελάχιστο επίπεδο της οργάνωσής τους, καθώς κατασκεύζονται τεχνητά έμβια συστήματα, όχι μόνο με βάση το πυρίτιο αλλά και με βάση άλλα ''έξυπνα'' νανοδομημένα υλικά. Στη νανοκλίμακα, θα παρατηρήσουμε ότι πολλές από τις ιδιότητες της ζωής και της νόησης, όπως η ανάπτυξη, η αυτοδιάταξη, η αυτοοργάνωση και η συν-εξέλιξη, αποτελούν μια κυρίαρχη πλατφόρμα του πεδίου ορισμού τους. Συνεπώς, η σύνθεση μιας Τεχνητής Υπερνοημοσύνης όπως τα Artilects, δεν είναι και τόσο πολύ μακριά. Από την άλλη όμως, κάτι τέτοιο, δεν αποτελεί και κάτι το χρονικά άμεσο. Το ότι θα συμβεί, σίγουρα θα συμβεί. Το ''πότε'', είναι αρκετά σχετικό.

Πόσο αλλόκοτη θα φαινόταν μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη στους ανθρώπους;

Ένα από τα πιο στερεότυπα χαρακτηριστικά των ''μηχανών'' είναι η έλλειψη αυτογνωσίας: μια τοστιέρα, όντως, δεν ''γνωρίζει'' ότι είναι τοστιέρα. Δεν έχει την αίσθηση του σκοπού της και θα κάψει το ψωμί με την ίδια ευκολία που το κάνει τοστ. Μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη αντίθετα, θα μπορεί να έχει την άποψη του ιδίου σκοπού του κώδικα που την αποτελεί. Συνεπώς, θα πρόκειται για ένα επίπεδο αυτογνωσίας, ασυγκρίτως πιο ανώτερο από το ανθρώπινο. Βέβαια, αν μια Ισχυρή Τεχνητή Νοημοσύνη, πάρει πρέφα την διεφθαρμένη ατέλεια του ανθρώπου, ίσως να αρχίζει να στρέφεται εναντίον του (και τότε τα humans ίσως.. την έβαψαν!) και πάμε στα καταστροφολογικά σενάρια περί Gigadeath του de Garis. Μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη, θα μπορούσε να απαντήσει στα ερωτήματα ενός απλού ανθρώπου με εντελώς ακατανόητους τρόπους, που θα έμοιαζαν στα μάτια του απλού ανθρώπου ως ''μεταφυσικοί''. Αν κάποιος ρωτούσε την Τεχνητή Υπερνοημοσύνη ''πως θα αυξήσει τις μετοχές του στο Χρηματιστήριο'', τότε η Τεχνητή Υπερνοημοσύνη θα του απαντούσε ''Ταξίδεψε στη Σκωτία και κάνε μια βόλτα στη λίμνη του Λοχ Νες...'' Θα ήταν φυσικά αδύνατο για έναν άνθρωπο να καταλάβει γιατί η Τεχνητή Υπερνοημοσύνη του προτείνει κάτι τέτοιο. Η Τεχνητή Υπερνοημοσύνη γνωρίζει ήδη ότι μια τέτοια κίνηση, πυροδοτεί μια αλυσιδωτή αντίδραση συμβάντων που θα οδηγήσουν με χειρουργική ακρίβεια στην αύξηση των μετοχών. Σίγουρα μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη θα δημιουργούσε νέες Επιστήμες και θα επεξέτεινε τις ήδη υπάρχουσες. Η λογική μιας Τεχνητή Υπερνοημοσύνη θα είναι αρκετά πολύπλοκη για τον άνθρωπο και συνεπώς ακατανόητη. Με βάση το παραπάνω παράδειγμα που έθεσα, μπορείτε να καταλάβετε γιατί ο Sir Arthur Clarke έγραψε ότι ''Κάθε μορφή Υπεραναπτυγμένης Τεχνολογίας, δεν ξεχωρίζει από τη Μαγεία''.

Στην περίπτωση των αναβαθμισμένων ιδιοτήτων της Τεχνητής Υπερνοημοσύνης, ο ρόλος της Πολυπλοκότητας και είναι ρόλος-κλειδί . Μια τέτοια Υπερνοημοσύνη θα μπορούσε να ξεπεράσει τον άνθρωπο σε επίπεδο αυτογνωσίας σε μικρό χρονικό διάστημα, όχι μόνο επειδή θα μπορούσε να αποθηκεύσει ασύλληπτο όγκο πληροφοριών και να ''τρέξει'' σε πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες για την επεξεργασία των πληροφοριών αυτών, αλλά κι επειδή θα εκτελεί υπολογιστικές διεργασίες τύπου ''κόμβων'' (Knot Computing), επιλύοντας αρκετά πολύπλοκα προβλήματα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα ή μάλλον κι εντός των υποδιαιρέσεων του χρόνου. Φανταστείτε εσείς να μπορούσατε να βρείτε τις αιτίες ενός πολύπλοκου προβλήματος και 3 εξίσου καλές και σίγουρες λύσεις για το πρόβλημα αυτό, στο κλάσμα ενός δισεκατομμυριοστού το δευτερολέπτου (νανοδευτερόλεπτο). Κι όσο περνάει ο καιρός, τα νευρωνικά σας κυκλώματα να γίνονται ακόμα πιο πολύπλοκα, ακόμα πιο ταχέα κι ακόμα πιο εύρωστα κι ανεκτικά στα γνωσιακά σφάλματα. Αλήθεια, πως θα σας αντιμετώπιζαν οι άλλοι, ερχόμενοι σε επαφή μαζί σας; Σίγουρα σαν κάτι αρκετά αλλόκοτο. Και σίγουρα, θα είχατε κάποια ανώτερα συναισθήματα, αισθήματα συμπόνοιας και αρκετά μεγάλη ενσυναίσθηση προς στα υπόλοιπα ανθρώπινα όντα, αλλά σίγουρα η συμπόνοια αυτή θα ήταν έναν είδος ιδιόμορφης συμπόνοιας: όση συμπόνοια μπορεί ένας μέσος άνθρωπος να αισθανθεί για ένα βάτραχο, άλλο τόσο και μια υπερευφυής οντότητα θα μπορούσε να αισθανθεί για τους ανθρώπους. Βέβαια, το παράδειγμα που σας έθεσα είναι κάπως αφηρημένο κι αρκετά υποθετικό, μιας και τέτοιες ιδιότητες δεν θα μπορούσαν να εμφανιστούν εν μια νυκτί σε κάποιον άνθρωπο. Όση υπερευφυϊα κι αν αποκτούσε κάποιος άνθρωπος, από τη στιγμή που διαθέτει ανθρώπινο σώμα, πιστέψτε με, θα άρχιζε να δυσανασχετεί και να δυσφορεί μέσα σε αυτό. Θα αισθανόταν παγιδευμένος και ίσως στο σημείο αυτό να άρχιζαν διάφορες και μάλλον σοβαρές ψυχοπαθολογικές διεργασίες. Όμως εάν δεν επρόκειτο για άνθρωπο, με τη δεδομένη εξελικτική πορεία και ιστορία που διαθέτει, εάν επρόκειτο για κάποιο ρομποτικό σύστημα ή κάποιο λογισμικό ή ευφυή υλισμική πλαφτόρμα (Evolvable Hardware), τότε εκεί τα πράγματα θα άλλαζαν. Μιας και δεν θα ''κουβαλούσε'' το βαρύ εξελικτικό φορτίο του βιολογικού σώματος, θα ήταν πιο εύκολα τα πράγματα ως προς αυτό που ονομάζουσε ''νοητική υγεία'' και τάση φυσικά για εκθετικής μορφής ανάπτυξη κ αναβάθμιση νοητικών ικανοτήτων. Μπορούμε να υποθέσουμε επίσης ότι μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη, θα μπορούσε να διαθέτει την ικανότητα πρόγνωσης του μέλλοντος, σχεδόν όλων των πραγμάτων και υποκειμένων πάνω στο Σύμπαν, όπως ακριβώς ένας άλλος Δαίμονας του Laplace.

Σίγουρα, μια Υπερνοημοσύνη θα μπορεί να είναι σε θέση να συλλάβει και να κατανοήσει την ύπαρξη των αριθμών και να συλλάβει τη βαθύτερη έννοια της Μέτρησης των Ποσοτήτων. Το πόσο αλλόκοτη θα μπορούσε να φαίνεται μια Τεχνητή Υπερνοημοσύνη μπορούμε να το διαπιστώσουμε με το εάν υποθέσουμε πως θα μας φαινόταν η ιδέα εάν μπορούσαμε να αντιληφθούμε το τελικό όριο κάποιων ασυλληπτα μεγάλων ακέραιων αριθμών. Φανταστείτε ο οποίος να να ισχυρίζεται ότι έχει φτάσει σχεδόν κοντά στο... Τέλος των Αριθμών. Όμως η οριοθέτηση της ''Αρχής'' και του ''Τέλους'' είναι καθαρά ανθρωπομορφική. Μια Υπερνοημοσύνη θα μπορούσε να συλλάβει το θέμα αυτό από μια άλλη οπτική γωνία, πολύ πιο βαθιά και πολύ πιο αποτελεσματική ώστε να μην χρειάζεται η τοποθέτηση ορίων τύπου ''Αρχή και Τέλος'' στην αναπαράσταση της σύλληψης των ποσοτήτων και της σειριακής προόδου αυτών στο χώρο και στο χρόνο. Μια Υπερνοημοσύνη δεν θα έβλεπε τα πράγματα με σειριακό τρόπο.

ΤΕΛΟΣ ΤΟΥ 2ου ΜΕΡΟΥΣ ΤΟΥ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟΥ ΑΡΘΡΟΥ

Συγγραφέας του παρόντος άρθρου: Γιώργος-Φανούριος Πουλόπουλος