Pogovor s Christopher j em Langtonom
"Ce bomo ustvarili umetno življenje v realnem svetu, ga bo to z nami tudi delilo"
Pogovarjal se je Karlo Pirc
Christopher Langton je interdisciplinarni raziskovalec, saj je, kot pravi sam, študiral na Arizonski fakulteti več smeri hkrati in nato naključno izbral diplomo iz psihologije in antropologije. Obenem so ga zanimale tudi tehnično naravnane znanstvene discipline. Doktoriral je iz računalništva na Michiganski univerzi, kjer je sodeloval s pionirjema v razvoju umetnega življenja Arthurjem Burk-som in Johnom Hollandom. Danes je vodilni član skupine, ki raziskuje kompleksne sisteme v Los-alamoškem nacionalnem laboratoriju in vodja programa umetno življenje na Santafejskem inštitutu. Leta 1987 je Christopher Langton organiziral v Losalamoškem nacionalnem laboratoriju prvo konferenco o umetnem življenju. Nanjo je sto petdeset raziskovalcev pripeljalo celo menažerijo živečih artefaktov. Ta prva konferenca je mnogim znanstvenikom odprla nove poti raziskovanja in vpeljala novo vejo v znanosti - raziskovanje umetnega življenja. Druga konferenca z enakim naslovom je potekala v Santa Feju, letošnja, tretja, pa v Chicagu. Po njej je umetno življenje dokončno priznano za znanstveno disciplino z vse večjim pomenom.
Enostavne umetne življenjske tvorbe že obstajajo. O njih in o tem, kako bodo raziskave umetnega življenja napredovale v prihodnjih letih, se je na simpoziju o umetnem življenju, potekal je v okviru letošnjega festivala Ars Electronica '93 v Linzu, s Christopherjem Langtonom pogovarjal Karlo Pirc.
Ena od omejitev, na katero bi lahko naleteli raziskovalci umetnega življenja znotraj računalnikov, namreč je, da v računalniku ni mogoče simulirati naključnosti, ki je ena od izrazitejših značilnosti realnega sveta in življenja samega. Naključnost pa v našem svetu ponavadi povezujemo z metanjem kock. Einstein je rekel "Bog ne
meče kocke", Hawking pa ga je dopolnil, da Bog kocke sploh ni imel. Ali se imate za Boga, ki resnično lahko kocka? In če kockate, kako veste, da bo rezultat za nas koristen?
Tu obstaja veliko tem, ki jih je treba razjasniti. Kompleksnost lahko dosežemo tudi brez
UMETNO ŽIVLJENJE 183
Pogovor s Christopherjem Langtonom
metanja kock. Obstaja deterministični kaos, kar pomeni, da je v njem vsak korak časovno lahko popolnoma determiniran, a se rezultata ne da predvideti daleč vnaprej. "Ali se Bog igra s kockami? -Ali se mi kockamo z vesoljem?" Odprli ste kar nekaj tem. Ena od teh je, ali imamo sploh opraviti s kakšno stohastičnostjo -
povedano drugače - z naključnostjo ali ne v igri, in kakšne učinke ima ta naključnost na vedenje vesolja, ki ga ustvarjamo? Ali je kaj kritično odvisno od razlike med vesoljem, v katerem obstaja naključnost, in tistim, ki je popolnoma deterministično? Teorija kaosa pokaže, da lahko obstaja deterministična naključnost. To pa pomeni, da je vesolje lahko popolnoma determinirano, ko poznaš pravila in začetno stanje. Ob vsakem časovnem koraku obstaja le eno možno naslednje stanje, a je kljub temu nemogoče predvidevati daleč vnaprej. Stanjem lahko slediš le od enega časovnega koraka do drugega.
Takšne vrste dinamično kaotični sistemi lahko opravijo skoraj vsak test naključnosti. No, opravijo vsak poznani test naključnosti. Na primer generatorji naključnih števil v računalnikih se poslužujejo natančno iste metode. So popolnoma deterministični. Po zelo dolgi sekvenci števil se bodo ta začela ponavljati, toda v enem samem ciklu delujejo popolnoma naključno. Torej če obstaja v vesolju nekaj, kar se odvija, je to dogajanje v neki meri odvisno od naključnosti v tem vesolju. Enako velja za vse sisteme, zgrajene z generiranjem naključnih števil.
Kaj pa Heisenbergovo načelo nedoločljivosti? Ko zasadiš seme življenja v
računalnik, determiniraš -
končni rezultat eksperimenta - obliko življenja, ki se tako pojavi. Toda ali se vam ne zdi, da bi morali za to, da bi dobili resnično življenje in inteligenco v stroju, počakati, da se pojavi samo od sebe, brez začetnega semena?
Veliko ljudi misli, da se bo računalnik, če mu damo neizračunljiv problem, na določeni točki ustavil in se bo začelo iz njega kaditi.
Toda ne, računalnik še naprej nekaj počne, kaže obnašanje.
Mislim, kaj pa je kultura drugega kot ekstragenetski mehanizem za prenos informacij med generacijami, če zadevo razumemo kar se le da preprosto.
To, da damo začetno seme v generator naključnih števil, še ne pomeni, da smo s tem determinirali katerikoli izračunljiv vidik končnega rezultata. Ce je sistem determinističen, obstaja za določeno začetno stanje in začetno pravilo le en možen rezultat. Toda tega rezultata nikakor ni mogoče predvideti, dokler ne nastane univerzum sam. Ni bližnjice, po kateri bi lahko izračunali končni rezultat, zato je končno stanje nemogoče do potankosti definirati vnaprej.
Pognati moramo torej program, da bi videli, kaj se bo zgodilo.
Da. Toda obstaja kvalitativna razlika med tem sistemom in univerzumom, kjer se resnična naključnost dogaja ves čas. Zame je še vedno odprto vprašanje, če resnična naključnost sploh obstaja v realnem svetu.
Druga omejitev bi lahko bila ta, da so računalniki ujeti v matematično logiko. Godel je dokazal, da so nekateri logični problemi nerešljivi. Le človeška etika lahko pove, kaj je tu rešitev ali resnica.
To je res, če želimo določiti resničnost ali neresničnost kake izjave. Računalnik pa kljub problemu še naprej dela, čeprav ga mogoče nikoli ne bo rešil. Veliko ljudi misli, da se bo računalnik, če mu damo neizračunljiv problem, na določeni točki ustavil in se bo začelo iz njega kaditi. Toda ne, računalnik še naprej nekaj počne, kaže obnašanje. Problem mogoče ne bo nikoli rešen znotraj računalniškega uni-verzuma, a nerešljivi problemi obstajajo tudi znotraj našega univerzuma.
Pri raziskovanju umetnega življenja razlikujemo temeljno deterministične in temeljno nedeterministične univerzume. Ampak s temi problemi se trenutno ne ukvarjamo. Lahko ustvariš celoten univerzum in ga
184 UMETNO ŽIVLJENJE
"Ce bomo ustvarili umetno življenje v realnem svetu ..."
enostavno pustiš, da se razvija bilijone simuliranih let, in nato pogledaš, kaj je nastalo. Problem pri tem je, da ce bi želel dobiti na koncu karkoli signifikantne-ga, bi potreboval računalnik enormnih zmogljivosti. Drugače se zaradi končne velikosti začetnega univer-zuma artificialne korelacije začnejo pojavljati po zelo dolgem časovnem obdobju. Potrebuješ računalnik, z dovolj velikim pomnilnikom, da lahko shrani ves ta čas.
Govorili ste o času. Ali je mogoče simulirati čas znotraj računalnika? Nove fizikalne teorije pravijo, da je čas ireverzibilen pojav, računalniški procesi pa so povečini reverzibilni.
Ne, računalniški procesi niso nujno reverzi-bilni. Pravzaprav je večina procesov ireverzibil-nih. Vzemimo na primer Turingov stroj -osnovni model v računalništvu.
Več poti lahko z različnih izhodišč vodi do iste točke. Iz različnih začetnih pogojev lahko prideš do te iste točke. Ce proces želiš obrniti nazaj k začetku - katero pot si boš izbral? Moraš se nedeterministično odločiti za eno od alternativnih poti, kar tehnično pomeni, da sistem ni reverzibilen. Enako velja v igri Life - veliko različnih začetnih razporeditev konča s praznim zaslonom (vsa stanja so 0). Ce torej začneš s praznim zaslonom, kakšna je tvoja naslednja poteza, če se želiš vrniti v začetno stanje? Ce je matrika velika, obstaja ogromno število možnih stanj, od koder bi lahko izhajal; torej je to ireverzibilen sistem v tehničnem smislu.
Torej mislite, da je v računalniku možno simulirati čas?
Tako so računalniki izvrsten manevrski prostor za parazite, ki se sprehajajo po mrežah. Prepričan sem, da bo potreben imunski sistem v računalniških mrežah zaradi enakih razlogov, kot ga imamo mi.
Nekateri tipi bozonov, ki nastajajo pri določenih kemičnih reakcijah, se pojavljajo popolnoma naključno. Zatorej je nemogoče zavrteti časovni trak nazaj in priti v začetno točko.
Da, v smislu reverzibil-nosti. Vprašanje je, ali je čas v našem univerzumu ireverzibilen. Ali se poti v času skladajo.
Nekatere novejše teorije v fiziki pravijo, da je čas dejansko ireverzibilen.
Računalniške mreže so že
po naravi, ob vseh teh informacijskih replikatorjih, zelo ploden medij in informacijski paraziti se bodo s tem nedvomno okoristili.
Da, obstaja pa tudi fluk-tuacija v vakuumu, ki lahko sproži nastanek parov EPR (delec in antidelec), in ani-hilacija teh parov. Na primer v kaotičnih dinamičnih sistemih - v kaotičnih atraktorjih - se nobena od poti ne pokriva z drugo.
Toliko o tem, pa se vrniva k umetnemu življenju. Med drugim ste študirali tudi antropologijo. Predpostavimo, da imamo umetno življenje, ki se razvija, evoluira. Toda, kako lahko vemo, da ne bo zgrešilo točke X, kjer se je pojavila človeška kultura? In kaj če zgreši točko X? Ali je smiselno oblikovati nekaj, kar za nas ni dojemljivo kot inteligentno?
Ce začnemo s preprostimi organizmi v preprostem okolju znotraj računalnika in jih pustimo, da se razvijajo dolgo časa, dvomim, da bodo nastala človeku podobna bitja. Lahko, da bo tu možno govoriti o inteligenci, in pričakujem, da bo obstajalo nekaj podobnega kot kultura. Mislim, kaj pa je kultura drugega kot ekstragenetski mehanizem za prenos informacij med generacijami, če zadevo razumemo kar se le da preprosto. Obstaja kulturna in genetska transmisija informacij. Kultura je vse, kar je preneseno med generacijami in ni preneseno z geni. Ce torej umetno življenje ustvari izven-genetski mehanizem za prenos informacij skozi čas, mislim, da lahko rečemo, da kultura tu je prisotna. Seveda v nekem bazičnem, zelo prečiščenem pomenu besede.
In kaj, če postanejo ta umetelna bitja nekakšni informacijski paraziti v naši družbi?
To je vsekakor možno. Mislim, obstajajo računal-
UMETNO ŽIVLJENJE 185
Pogovor s Christopherjem Langtonom
niški virusi, v našem okolju torej že imamo informacijske parazite. Ti živijo v računalniškem okolju, a so le vrh ledene gore. Že danes je možno napisati strašne reči, zatorej mislim, da se lahko razvijejo do neke točke. Pričakujem da se bodo te reči, četudi jih ne bo ustvaril človek - z razvojem računalniških mrež in
inteligentnostjo naših strojev - pojavljale čedalje bolj spontano. To je preveč ploden medij in zunaj je vse preveč replikatorjev. Vsi ti računalniki so popolnoma "srečni", da naredijo toliko kopij programa, kolikor jih od njih zahteva program. Vse prelahko se je zakrinkati v nekaj, kar naj bi upravičeno bilo v računalniku. Tako so računalniki izvrsten manevrski prostor za parazite, ki se sprehajajo po mrežah. Prepričan sem, da bo potreben imunski sistem v računalniških mrežah zaradi enakih razlogov, kot ga imamo mi. Človekov celični aparat je poln kopirnih naprav za DNA. Če to odkrijejo informacijski paraziti, bodo nedvomno iznašli način, kako se okoristiti tudi z našim ogromnim informacijskim potencialom.
Naš imunski sistem je sestavljen iz dveh delov. Prvi je osnovna, pregledna tabela, ki je statična in kjer se stvari v organizmu primerjajo s standardnim naborom, drugi, variabilni del pa se vseskozi trudi najti nove oblike, ki ne bi smele biti prisotne. Trenutno je v antivirusnih programih implementiran le prvi del, ki uporablja pregledno tabelo za iskanje znanih virusov. Ta tabela je le spisek manjših delov kode, ki so značilni za nekatere viruse. Če torej najdejo te delčke kode, so verjetno našli tudi virus. A kmalu bodo te tabele postale preobsežne in bo zato učinkovitejši obraten pristop. V računalnikih bo več odvečnih reči kot tistih, ki so potrebne. Torej bo naloga zaščitnih programov vzdrževati tabele s seznamom stvari, ki jih želimo imeti v računalniku, vse drugo pa bo zbrisano. Lahko bi rekli, da se je ta preskok nekoč zdavnaj
Danes poskusov povečini ne opravljajo v strogo izoliranih prostorih in uporabljajo blažje preventivne ukrepe, ker so ti enostavnejši in ker do tega, da bi ta bitja postala nevarna, ni prišlo.
Ce pa bomo ustvarili entitete, ki bodo znale skr beti same zase v realnem svetu, bi to lahko postal velik problem.
zgodil pri ljudeh. Izpeljati pa ga bomo morali tudi na računalnikih. A to ni lahka naloga, ker se seznam zaželenega nenehno spreminja. Obstaja veliko možnosti, kako to lahko naredimo. Mogoče s pomočjo kriptira-nja vsega v računalniku, pri čemer bi morali, če bi želeli karkoli narediti, poznati ključ, in s tem bi preprečili vstop tujcem.
Računalniške mreže so že po naravi, ob vseh teh informacijskih replikatorjih, zelo ploden medij in informacijski paraziti se bodo s tem nedvomno okoristili. Richard Dawkins zdaj piše knjigo o primerjavi med memi, računalniškimi virusi in sebičnimi geni. Potrebuješ le dober komunikacijski medij in kopico replikatorjev, ki se kopirajo kot na fotokopirnem stroju, pa boš takoj dobil informacijske parazite.
V enem od intervjujev ste izjavili, da se veliki računalniški sistemi lahko začnejo obnašati precej nenavadno, celo nezanesljivo.
Bilo je že več takšnih primerov na INTER-NET-u in v ameriških telefonskih omrežjih. Sistemi so se začeli obnašati nelinearno in tega ljudje, ki so jih ustvarjali, niso predvideli. Takšne stvari se lahko dogajajo. Lahko napišeš program za krmiljenje računalniške telefonske centrale in ga testiraš na računalniku. Program dela v redu, dokler ne razporediš 100 kopij tega istega programa na različna mesta in jih med seboj povežeš v komunikacijsko mrežo. Programi se kaj kmalu zapletejo v neko čudno dinamično stanje, ki ga nisi predvidel. To je napaka v programu, ki se pojavi le, kadar obstaja več kopij kakega programa. To je precej znan pojav.
Paralelni dinamični sistemi se lahko zamrznejo v dinamično ravnovesje ali pa se začnejo obnašati kaotično in jih ne moremo več kontrolirati. To velja za vse velike kompleksne sisteme. Če je sistem nelinearen, boš kaj kmalu imel opraviti z
186 UMETNO ŽIVLJENJE
"Ce bomo ustvarili umetno življenje v realnem svetu ..."
različnimi pojavi, ki jih nisi predvidel.
Med znanstveniki obstajajo močni zadržki proti ustvarjanju umetnega življenja, eden najbolj znanih pa je problem sivega oblaka. Umetne žive entitete, kot so nanostroji - robotki, veliki nekaj sto nanometrov, so zmožne samorepliciranja in obdelovanja materije na atomski
ravni. Ce ta proces ne bi bil kontroliran, bi se ti majhni roboti lahko eksponentno množili v neskončnost, dokler ne bi vse materije v vesolju predelali v en velikanski oblak, sestavljen iz njihovih kopij.
Govorili ste o informacijskih parazitih, a to je le eden od problemov. Kaj mislite o ustvarjanju umetnega življenja v realnem svetu in problemu sivega oblaka, ki je povezan s tem?
To je vsekakor mogoče. Ce bomo ustvarili umetno življenje v realnem svetu, ga bo to z nami tudi delilo. In če mu bomo dali se avtonomnost in zmožnost evoluiranja, bo verjetno razvilo načine, kako zadovoljiti lastne potrebe, in si našlo svoj prostor v tem svetu. Domnevam, da bo z nami tudi tekmovalo za boljše pogoje. Ta tema je bila že zdavnaj načeta na harvardskem simpoziju o genetskem inženiringu. Raziskovalci so odkrili, da ne vedo, če bodo lahko obvladali ali omejili obnašanje bitij, v katerih so spreminjali genetski material. Zato so se odločili, da bodo poskuse opravljali v izolaciji.
Danes poskusov povečini ne opravljajo v strogo izoliranih prostorih in uporabljajo blažje preventivne ukrepe, ker so ti enostavnejši in ker do tega, da bi ta bitja postala nevarna, ni prišlo. A vendar je pametna previdnost že od začetka.
Isto velja tudi za nas, raziskovalce umetnega življenja. Nedavno je nekdo prišel k meni z zelo dobro idejo. Želel je napisati programe, ki bi evoluirali in
Naš zagon je v mnogočem enak Frankensteinovemu. Ko smo odkrili možnosti, ki jih
odpira umetno življenje, nam ni ostalo nič drugega,
kot da se ženemo proti temu cilju. Naprej nas žene prava obsedenost s tem.
Biosfero 2 vodi zelo bizarna skupina ljudi, ki po reputaciji niso preveč znanstveni in so pri svojem
raziskovanju neprevidni. Znanstvena skupnost jih je povečini že odpisala.
med seboj tekmovali, kot v procesorskih vojnah (CORE WARS), v PC sistemih. Odgovoril sem mu: "Ne ne, prepričan moraš biti, da programi, ki se učijo tekmovati in uničevati druge programe, ne bodo napisani za tako razširjen operacijski sistem. Zgraditi boš moral zaščitno obzidje v računalniku, virtualni računalnik." In to je tudi naredil. Programi so potemtakem lahko zelo dobri pri izganjanju konkurence iz spomina, a to je le virtualni spomin, virtualni programi, ki delujejo le v tem virtualnem računalniku. Ce pa bomo ustvarili entitete, ki bodo znale skrbeti same zase v realnem svetu, bi to lahko postal velik problem.
To me spominja na Frankensteina.
Frankenstein je izvrstna knjiga. Je izvrstno raziskovanje teme - znanstvenika, ki ne prevzame odgovornosti za posledice, ki jih je sprožil s svojim raziskovanjem. Po mojem mnenju je resnični monstrum v knjigi dr. Frankenstein, in ne njegov stvor. Lahko je reči kot Frankenstein, da so cilji znanosti čisti, torej je potrebno pridobivati znanje zaradi znanja samega, brez moralnih ali etičnih pomislekov. Vse je dovoljeno, ker vedno na koncu dosežeš neko znanje kot cilj. A to ni res. Znanstvena raziskovanja imajo vedno neke posledice, ko dosežeš njihov cilj. Frankenstein ni želel sprejeti posledic svojih dejanj. O tem ni razmišljal prej, temveč šele potem, ko je bilo vsega že konec.
Naš zagon je v mnogočem enak Franken-steinovemu. Ko smo odkrili možnosti, ki jih odpira umetno življenje, nam ni ostalo nič drugega, kot da se ženemo proti temu cilju. Naprej nas žene prava obsedenost s tem. A kljub temu skušamo predvideti posledice, ki jih bo imelo naše delo, ko bomo ustvarili umetno življenje. Ko bomo dosegli cilj, nam ne bo treba zanikati odgovornosti za naša dejanja.
UMETNO ŽIVLJENJE 187
Pogovor s Christopherjem Langtonom
Umetno življenje bo ustvarjeno tako, da bo sprejemljivo za nase okolje in sposobno živeti z nami. To je v bistvu izjava brez teže, ker v resnici ne vemo, kako predvideti vse možne posledice. Kljub vsemu obstaja določena nevarnost. Tehnologija ustvarjanja življenja je zelo zmogljiva, a v načelu tudi odprta za zlorabo, pa čeprav ne namerno, saj lahko uide nadzoru. S taksnimi tehnologijami smo imeli opravka že prej, a ne bom rekel, da pri tovrstnih raziskavah ne obstaja element nevarnosti.
V predavanju, ki je bilo del programa Ars Electrónica, ste omenili BIOSFERO 2. Ali mi lahko poveste kaj več o tem?
Biosfera 1 je nasa biosfera, planet Zemlja. Biosfera 2 pa je projekt izgradnje samovzdrže-vajočega se, popolnoma zaključenega ekosis-tema, v katerem živijo ljudje. Biosfera 2 je velika topla greda v arizonski pusčavi, v katero so se naselili ljudje in tam živijo že dve leti1. To je masiven, nekaksen korporativen projekt, poskus izgradnje popolnoma zaključenega ekosistema, ki bo skupino ljudi neomejen čas preskrboval z življenjsko potrebnimi stvarmi. Ustanovitelji poskusajo razviti tehnologijo in s tem pridobiti patente za vzdrževanje tovrstnih ekosistemov za tržišče, ki bo nastalo, ko se bo človek odpravil v vesolje in začel graditi mesta pod morsko gladino. Biosfero 2 vodi zelo bizarna skupina ljudi, ki po reputaciji niso preveč znanstveni in so pri svojem raziskovanju neprevidni. Znanstvena skupnost jih je povečini že odpisala. Znanstveniki ne vedo, ali bo moč verjeti rezultatom, do katerih bodo raziskovalci v Biosferi 2 prisli, ker ti raziskovalci pri zbiranju podatkov in interpretiranju rezultatov ne sledijo nobeni znanstveno preverljivi metodi. V ta projekt je vloženih ogromno sredstev. Torej, karkoli že ljudje, ki tam živijo, delajo, morajo le pozitivno govoriti o svojem projektu, da bi upravičili vložena sredstva. Vse, kar objavijo, je torej treba brati z določeno distanco.
Po drugi strani pa je to prvi poskus takšnih razsežnosti. Nekdo je moral biti prvi. Dobra stvar pri tem je, da so se tega projekta
sploh lotili, saj se podviga takšnih razsežnosti ne bi lotila niti NASA (ameriška agencija za raziskave vesolja). Le kopica zanesenjakov je lahko ta projekt sploh začela. Vseeno sem zelo zadovoljen, da je do njegove uresničitve prišlo. Prej ali slej bo iz njega prišlo kaj koristnega.
Kot objekt je Biosfera 2 impresivna struktura, prava kristalna palača, 2 do 3-krat večja od Brucknerjevega doma2. V njej sem bil pred nekaj leti, še preden so jo zatesnili. Občutek sem imel, da sem znotraj živega bitja.
Ti ljudje so torej zatesnjeni v Biosferi 2, in vse kar dobivajo od zunaj, je nekaj energije.
Načelo delovanja je pretok informacij in energije med Biosfero 2 in zunanjim svetom. Ni pa materialnega pretoka. Toda to načelo so morali nekajkrat prekršiti. Ko so Biosfero 2 prvič odtesnili, niso vedeli, kaj se bo zgodilo. V njeni atmosferi so se začele dogajati spremembe, ker do tedaj ni bila v stiku z našo. Atmosfera je odvisna od rastlin ter kisikovega ter CO2 cikla, kar vpliva na ravnotežje med kisikom, dušikom in ogljikovim dioksidom. V Biosferi 2 niso potekali ustrezni procesi, zato se je koncentracija kisika zmanjšala in povečala koncentracija ogljikovega dioksida. Da so ljudje lahko preživeli, so morali vključiti čistilec zraka in dodatni kisik. Toda to je le ena od stvari, ki jih bodo morali še rešiti. Vsekakor je treba nenehno poskušati, saj prvi poskus ni nikoli uspešen. Prej ali slej se bodo naučili veliko več in uspeli v Biosferi 2 ustvariti zdravo atmosfero. Vredno se je potruditi.
Najlepša hvala za intervju!
OPOMBE
1	V vmesnem času so Biosfero 2 že odprli. (Op. ur.)
2	Mestni kulturni center Brucknerhaus v Linzu, osrednje prizorišče dogajanja Ars Electronica, ima približno enake prostornino kot ljubljanska Hala Tivoli. (Op. ur.)
188 UMETNO ŽIVLJENJE