Artykuł Filozofia przyrody

Maciej Komosiński: Czego o życiu może nauczyć nas sztuczne życie?

Życie jest jednym z najbardziej fascynujących, a zarazem najbardziej skomplikowanych zjawisk znanych człowiekowi. Współczesna nauka oferuje wiele metod badania fenomenu życia, jednak niektóre z tych badań wkraczają w najbardziej ryzykowne obszary działalności człowieka, prowokując pytania moralne i etyczne.

Zapisz się do naszego newslettera

Tekst uka­zał się w „Filo­zo­fuj!” 2020 nr 2 (32), s. 12–14. W peł­nej wer­sji gra­ficz­nej jest dostęp­ny w pli­ku PDF.


Definiujemy życie

Trud­no jest zde­fi­nio­wać życie – nie ist­nie­je taka defi­ni­cja, któ­ra była­by pro­sta, wszyst­kim by się podo­ba­ła i obej­mo­wa­ła­by to, co uzna­je­my za żywe, zara­zem nie obej­mu­jąc two­rów, któ­re mało kto uznał­by za żywe. Tra­dy­cyj­ne defi­ni­cje opie­ra­ją­ce się na pro­stych cechach, takich jak poru­sza­nie się, wchła­nia­nie czy oddy­cha­nie, trud­no uznać za wystar­cza­ją­ce – są zbyt spe­cy­ficz­ne, dosto­so­wa­ne do naj­bar­dziej typo­wych orga­ni­zmów roślin­nych i zwie­rzę­cych. Z kolei skom­pli­ko­wa­ne i ogól­ne defi­ni­cje rów­nież mają swo­je wady. Przyj­rzyj­my się jed­nej z nich. Przy­ta­cza ją Chri­stoph Ada­mi w swo­jej książ­ce z 1998 r. Intro­duc­tion to Arti­ficial Life:

Życie jest wła­ści­wo­ścią zespo­łu jed­no­stek, któ­re współ­dzie­lą infor­ma­cje zako­do­wa­ne w fizycz­nym sub­stra­cie i któ­re, w obec­no­ści zakłó­ceń, potra­fią utrzy­mać swo­ją entro­pię na pozio­mie znacz­nie niż­szym niż mak­sy­mal­na entro­pia tego zespo­łu, w ska­li cza­so­wej prze­kra­cza­ją­cej natu­ral­ny czas roz­pa­du o wie­le rzę­dów wiel­ko­ści.

Widać od razu, że defi­ni­cja taka jest skom­pli­ko­wa­na – dużo bar­dziej niż stwier­dze­nie, że to, co żyje, poru­sza się, je i oddy­cha. Spró­buj­my ją roz­szy­fro­wać. „Sub­strat” to nic inne­go jak pew­na sub­stan­cja – budu­lec albo kloc­ki, z któ­rych zbu­do­wa­ne jest życie, na przy­kład sub­stan­cje che­micz­ne czy ato­my. „Zakłó­ce­nia” to nisz­czą­cy wpływ śro­do­wi­ska – coś, co chce dopro­wa­dzić do roz­pa­du życia (zna­my sen­ten­cję „z pro­chu powsta­łeś i w proch się obró­cisz”). „Entro­pia” to mia­ra nie­upo­rząd­ko­wa­nia – a zatem coś, co utrzy­mu­je swo­ją entro­pię na niskim pozio­mie, utrzy­mu­je swój porzą­dek i pozo­sta­je zor­ga­ni­zo­wa­ne. „Natu­ral­ny czas roz­pa­du” to czas, w któ­rym nasz zespół jed­no­stek zako­do­wa­ny w sub­stra­cie spon­ta­nicz­nie utra­cił­by swo­ją orga­ni­za­cję, gdy­by nie… no wła­śnie, gdy­by nie co? Gdy­by nie był żywy. Bo jeśli jest żywy, to będzie utrzy­my­wał swo­ją niską entro­pię (czy­li porzą­dek) o wie­le, wie­le dłu­żej, niż gdy­by nie był żywy – na ten aspekt życia zwra­cał uwa­gę Erwin Schrödin­ger już w 1944 r.

Teraz widzi­my sens owej skom­pli­ko­wa­nej defi­ni­cji życia. Jed­nak jej poten­cjal­ną wadą jest to, że da się ją zasto­so­wać nie tyl­ko do orga­ni­zmów, jakie zna­my z naszych ziem­skich doświad­czeń, ale rów­nież do istot z innych pla­net, robo­tów, pro­gra­mów kom­pu­te­ro­wych, a nawet do algo­ryt­mów i bar­dziej abs­trak­cyj­nych bytów. Czy to źle? Naukow­cy uwa­ża­ją, że to dobrze, bo myśląc o życiu, nie powin­ni­śmy ogra­ni­czać się do tego, co zna­my z naszej pla­ne­ty i cze­go do tej pory doświad­czy­li­śmy. Powin­ni­śmy sku­pić się na uni­ka­to­wych cechach i wyznacz­ni­kach życia, a nie na jego jed­nej kon­kret­nej „imple­men­ta­cji” lub mani­fe­sta­cji, któ­rą pozna­li­śmy.

Rodzaje sztucznego życia

Bada­nia nad feno­me­nem życia meto­da­mi sztucz­ne­go życia pro­wa­dzo­ne są w wie­lu obsza­rach nauki. Obsza­rom tym przy­po­rząd­ko­wa­ne są rodza­je życia arte­fak­tycz­ne­go. Wyróż­nij­my trzy z nich: bio­lo­gicz­ne, sprzę­to­we i pro­gra­mi­stycz­ne.

  • W bada­niach bio­lo­gicz­nych (ang. wetwa­re) bada się życie skon­stru­owa­ne z tych samych „kloc­ków”, jakie zna­my z natu­ry. Zatem jest to życie takie jak natu­ral­ne, tyle że stwo­rzo­ne w spo­sób sztucz­ny. Może­my na przy­kład zbu­do­wać genom wedle wła­sne­go zamy­słu lub zmo­dy­fi­ko­wać genom ist­nie­ją­ce­go orga­ni­zmu, jed­nak w efek­cie powsta­nie orga­nizm zło­żo­ny z tych samych ele­men­tów, co orga­nizm natu­ral­ny. Takie życie jest sztucz­ne z powo­du swo­je­go pocho­dze­nia, a nie z powo­du skła­du.
  • Z kolei sztucz­ne życie „sprzę­to­we” (ang. har­dwa­re) to świat robo­tów – auto­no­micz­nych, inte­li­gent­nych, być może ewo­lu­ują­cych i samo­naprawiających się, a może też świa­do­mych. Takie robo­ty speł­ni­ły­by nie tyl­ko tę skom­pli­ko­wa­ną defi­ni­cję życia, któ­rą przy­to­czy­łem, ale nawet – przy zasto­so­wa­niu odpo­wied­nich ana­lo­gii – tę tra­dy­cyj­ną, pro­stą, naiw­ną. Oczy­wi­ście robot nie je i nie oddy­cha, ale poru­sza się, a jedze­nie i oddy­cha­nie moż­na uznać za prze­ja­wy meta­bo­li­zmu – zatem robot „spo­ży­wa” ener­gię elek­trycz­ną i „oddy­cha” sub­stan­cja­mi, któ­rych potrze­bu­je do dzia­ła­nia.
  • Wresz­cie sztucz­ne życie pro­gra­mi­stycz­ne (ang. softwa­re) to naj­róż­niej­sze symu­la­cje kom­pu­te­ro­we, któ­re odzwier­cie­dla­ją wybra­ne aspek­ty życia – takie, któ­re naukow­cy aku­rat chcą zba­dać, korzy­sta­jąc z dobro­dziejstw symu­la­cji kom­pu­te­ro­wej. Nawet zwy­kły wirus kom­pu­te­ro­wy speł­nia wie­le wyma­gań, jakie posta­wi­ły mu nasze defi­ni­cje życia – „poru­sza się” sie­cią kom­pu­te­ro­wą od kom­pu­te­ra do kom­pu­te­ra, „je” czas pro­ce­so­ra i „oddy­cha” pamię­cią, a tak­że utrzy­mu­je porzą­dek (niską entro­pię) pomi­mo nisz­czą­ce­go wpły­wu śro­do­wi­ska (pro­gra­my anty­wi­ru­so­we, czysz­cze­nie pamię­ci, wyłą­cza­nie kom­pu­te­rów).

Porów­nu­jąc te trzy rodza­je sztucz­ne­go życia i zwią­za­ne z nimi podej­ścia do bada­nia życia, zauwa­ży­my, że:

  • bio­lo­gicz­ne jest bar­dzo dro­gie i ryzy­kow­ne, ale może poten­cjal­nie dostar­czyć ogrom­nych korzy­ści ludz­ko­ści (bak­te­rie i wiru­sy, któ­re leczą róż­ne cho­ro­by, etycz­na pro­duk­cja syn­te­tycz­nej żyw­no­ści itd.),
  • sprzę­to­we (robo­tycz­ne) jest tań­sze i mniej ryzy­kow­ne, a rów­nież ma wiel­ki poten­cjał korzy­ści,
  • pro­gra­mi­stycz­ne jest naj­tań­sze i – przy odpo­wied­niej dba­ło­ści – bez­piecz­ne, a jego przy­dat­ność omó­wię poni­żej.

Eks­pe­ry­men­ty ze sztucz­nym życiem, nawet tym względ­nie bez­piecz­nym – pro­gra­mo­wym – to eks­pe­ry­men­ty z potęż­nym narzę­dziem. A potęż­ne narzę­dzie daje olbrzy­mią moc, któ­ra może być wyko­rzy­sta­na w dobrym celu, ale może też wymknąć się spod kon­tro­li, nawet przy­pad­ko­wo, i spo­wo­do­wać spu­sto­sze­nie. Dla­te­go tak istot­na jest dba­łość o bez­pie­czeń­stwo. Fil­my scien­ce fic­tion już ten temat wyeks­plo­ato­wa­ły – pamię­ta­my zmu­to­wa­ne wiru­sy, któ­re wydo­sta­ły się z labo­ra­to­riów, zbun­to­wa­ne robo­ty czy pozor­nie nie­win­ne pro­gra­my inte­li­gent­niej­sze od ludzi i mani­pu­lu­ją­ce
nimi.

Zastosowania programistycznego sztucznego życia

Wspo­mnia­łem już o zasto­so­wa­niach sztucz­ne­go życia bio­lo­gicz­ne­go i sprzę­to­we­go. A co może nam dać to naj­tań­sze i naj­bez­piecz­niej­sze (bo ist­nie­ją­ce w natu­ral­nie odse­pa­ro­wa­nej rze­czy­wi­sto­ści) sztucz­ne życie pro­gra­mi­stycz­ne?

Z jed­nej stro­ny, wzo­ru­jąc się na życiu bio­lo­gicz­nym, może­my two­rzyć algo­ryt­my inspi­ro­wa­ne natu­rą, takie jak sztucz­ne sie­ci neu­ro­no­we i algo­ryt­my ewo­lu­cyj­ne, czy też odzwier­cie­dlać inte­li­gen­cję stad­ną. Nie­ma­ła część tak ostat­nio popu­lar­nej i powszech­nie sto­so­wa­nej sztucz­nej inte­li­gen­cji wzo­ru­je się na wybra­nych aspek­tach natu­ral­ne­go życia. Z dru­giej stro­ny symu­la­cje kom­pu­te­ro­we, któ­re odzwier­cie­dla­ją wybra­ne czę­ści naszej rze­czy­wi­sto­ści, pozwa­la­ją tę rze­czy­wi­stość lepiej zro­zu­mieć. Pozwa­la­ją ana­li­zo­wać róż­ne sce­na­riu­sze prze­szło­ści – cze­go nie może­my zro­bić bez­po­śred­nio w naszym świe­cie – odpo­wia­da­jąc na pyta­nia doty­czą­ce począt­ków i powsta­nia życia, roz­wo­ju komu­ni­ka­cji i języ­ków czy zacho­wań spo­łecz­nych. Oprócz poważ­niej­szych pytań o roz­wój życia na zie­mi, od bio­lo­gii aż po socjo­lo­gię i eko­no­mię, mamy też bar­dziej przy­ziem­ne zasto­so­wa­nia, na przy­kład w roz­ryw­ce – gene­ro­wa­nie w fil­mach i grach kom­pu­te­ro­wych tłu­mów, reali­stycz­nych zacho­wań stad zwie­rząt, roślin, zasto­so­wa­nia w gra­fi­ce, muzy­ce i ogól­nie w sztu­ce.

W prze­ci­wień­stwie do tra­dy­cyj­nej meto­dy nauko­wej, któ­ra ma cha­rak­ter ana­li­tycz­ny (wyobraź­my sobie naukow­ców, któ­rzy – chcąc zro­zu­mieć świat – budu­ją coraz lep­sze i lep­sze mikro­sko­py, aby zaglą­dać coraz głę­biej i widzieć coraz dokład­niej drob­ne ele­men­ty) – sztucz­ne życie pozwa­la wyko­rzy­stać meto­dę syn­te­zy. Ta meto­da jest nie­odzow­na tam, gdzie ana­li­za nie pro­wa­dzi nas do celu – nie zro­zu­mie­my myśli, ana­li­zu­jąc szcze­gó­ło­wo poszcze­gól­ne neu­ro­ny, nie prze­wi­dzi­my kur­sów akcji, ana­li­zu­jąc poje­dyn­cze fir­my, i nie odkry­je­my począt­ków życia, jedy­nie ana­li­zu­jąc szcze­gó­ło­wo jego obec­ny stan. Myśli czy kur­sy akcji to zja­wi­ska emer­gent­ne. Powsta­ją w wyni­ku inte­rak­cji wie­lu pro­stych ele­men­tów, ale nie­ła­two prze­wi­dzieć sku­tek tej inte­rak­cji, pomi­mo posia­da­nia peł­nej wie­dzy o wszyst­kich ele­men­tach skła­do­wych.

Bada­nia nad sztucz­nym życiem ofe­ru­ją nam nie­spo­ty­ka­ne dotąd moż­li­wo­ści wnik­nię­cia w feno­men życia jako takie­go. Nie­któ­re ze sto­so­wa­nych tech­nik wyma­ga­ją jed­nak reflek­sji moral­nej i szcze­gól­nej dba­ło­ści o bez­pie­czeń­stwo, bo rezul­ta­ty i efek­ty takich eks­pe­ry­men­tów są cza­sem trud­ne do prze­wi­dze­nia. Naj­mniej kon­tro­wer­sji budzi tu sztucz­ne życie pro­gra­mi­stycz­ne pole­ga­ją­ce na symu­la­cjach kom­pu­te­ro­wych, ale i ono nie jest zupeł­nie wol­ne od wąt­pli­wo­ści
etycz­nych.


Maciej Komo­siń­ski – Pra­cu­je w Insty­tu­cie Infor­ma­ty­ki Poli­tech­ni­ki Poznań­skiej, gdzie zaj­mu­je się sztucz­ną inte­li­gen­cją i sztucz­nym życiem, symu­la­cja­mi kom­pu­te­ro­wy­mi, ewo­lu­cją, gra­mi i budo­wa­niem mode­li życia. Two­rzy pro­gra­my, m.in. śro­do­wi­sko Fram­sticks i symu­la­tor żeglo­wa­nia Top Sailor. Inte­re­su­je się muzy­ką, lot­nic­twem, medy­cy­ną, gra w teni­sa.

Tekst jest dostęp­ny na licen­cji: Uzna­nie autor­stwa-Na tych samych warun­kach 3.0 Pol­ska.

< Powrót do spi­su tre­ści nume­ru.

Ilu­stra­cja: Maciej Komo­siń­ski

Najnowszy numer można nabyć od 2 września w salonikach prasowych wielu sieci. Szczegóły zob. tutaj.

Numery drukowane można zamówić online > tutaj. Prenumeratę na rok 2020 można zamówić > tutaj.

Aby dobrowolnie WESPRZEĆ naszą inicjatywę dowolną kwotą, kliknij „tutaj”.

Dołącz do Załogi F! Pomóż nam tworzyć jedyne w Polsce czasopismo popularyzujące filozofię. Na temat obszarów współpracy można przeczytać tutaj.

55 podróży filozoficznych okładka

Wesprzyj „Filozofuj!” finansowo

Jeśli chcesz wesprzeć tę inicjatywę dowolną kwotą (1 zł, 2 zł lub inną), przejdź do zakładki „WSPARCIE” na naszej stronie, klikając poniższy link. Klik: Chcę wesprzeć „Filozofuj!”

Polecamy