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 3 stycznia 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.

1 komentarz

Kliknij, aby skomentować

Sklep

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