Úvodní stránka
Přehled článků
Metodická pomoc
Zpravodaj
O Spomocníkovi
Podcast
RSS RSS
Titulka RVP > Úvodní stránka Spomocníka > Valiantův ekoritmus

Ikona informativni

Valiantův ekoritmus

Autor: Bořivoj Brdička
Článek je součástí Učitelského spomocníka na adrese https://spomocnik.rvp.cz.
Anotace: Informace o výzkumu profesora Harvard University Leslie Valianta, který se dosud neúspěšně snaží najít algoritmus popisující princip učení živých organizmů použitelný pro počítačovou simulaci vývoje života nejen na Zemi.
Klíčová slova: algoritmus, umělá inteligence, hluboké učení, ekoritmus, Leslie Valiant, model života

Při studiu problematiky vzdělávacích technologií se postupně dostáváme až k úplně esenciálním základům ovlivňujícím samou podstatu našeho chápání procesu poznávání. Příležitost poodhalit některé nepříliš zřejmé aktuální souvislosti jsme měli již při studiu analýzy výukových výsledků, která naznačuje, že počítačové systémy blízké budoucnosti budou schopny mnohem sofistikovaněji kontrolovat činnost žáků, nebo nedávno při zkoumání, jak funguje hluboké učení strojů, které začíná být schopno samostatně, bez existence přímého řízení programem, zvládat i činnosti vyžadující značnou dávku inteligence.

Tentokrát zajdeme ještě o něco dále. Přiblížíme se k samotné teoretické podstatě existence života ve vesmíru. Půjde zatím sice spíše jen o hypotézy, pro nás však to jsou hypotézy zásadního významu. Stojí za nimi původem anglický profesor počítačové vědy Leslie Valiant (absolvent Cambridge), který působí Harvardu. Specializuje se na teorii složitosti (klasifikace výpočetních problémů, hledání nejvhodnějších algoritmů) a umělou inteligenci. Je znám hlavně svým modelem evoluce jako procesu, jehož základem je učení a který je s jistou mírou neurčitosti „pravděpodobně přibližně správně“ (Probably Approximately Correct) spočitatelný. V roce 2010 za něj získal prestižní Turingovu cenu.

Valiantovým cílem je najít definici matematicky popisující funkci učení jako základního principu existence biologických organismů, která zohledňuje všechny cesty, kudy přijímají informace. Odpovídající počítačový systém by měl simulovat vývoj nad rámec jednotlivých organismů, tedy život jako celek (ekosystém). To znamená, že Valiant vlastně hledá algoritmus rozvoje života neboli tzv. ekoritmus.

Leslie Valiant: Searching for the Algorithms Underlying Life

Pro nás je velmi zajímavé, jak Valiant definuje učení. V zásadě je pro něj principiálně shodné s hlubokým učením strojů. Není nijak obtížné si představit pro jednoduchost třeba jen rané fáze vývoje dítěte, při nichž dochází prostřednictvím smyslů k přijímání, záznamu a vyhodnocování základních informací. Současné stroje při hlubokém učení ve skutečnosti vlastně nedělají nic jiného. Je to statisticky definovatelný proces odpovídající behavioristickému pojetí vzdělávání, během něhož dochází k vyhodnocení přijatých informací, tj. k budování poznatků a zkušeností.

Čím výše se ve struktuře poznání dostáváme, tím složitější procesy se odehrávají. Je pochopitelně stále obtížnější je matematicky popsat a počítačově simulovat. Asi největší problém je v tom, že nelze dopředu znát prostředí, v němž se poznávání odehrává. Jiným zdrojem neurčitosti je fakt, že se část informací přenáší též mimosmyslově, tj. geneticky. Vliv tohoto přenosu dosud neumíme přesně definovat.

Ke skutečnému poznání, jak funguje třeba právě lidský mozek, máme zatím poměrně daleko. Leslie Valiant přesto věří, že je v lidských možnostech proces učení pochopit a simulovat pomocí počítače. Kdyby se to povedlo, bylo by mnohem snazší odhadovat chování lidí, celé společnosti, a nakonec i předvídat možnosti pokračování evoluce na Zemi v čase, který nám zbývá. Říká doslova: „Jsem si docela jist – jinak bych nedělal, co dělám –, že algoritmy, které používá příroda, existují a že k jejich pochopení není třeba disponovat schopnostmi, které nemáme.“ [1]

Pro mnoho lidí možná bude zcela nepřijatelná již samotná představa, že se někdo odvažuje přemýšlet o vývoji života ve vesmíru jako o něčem, co je spočitatelné, a tudíž může být od samého počátku definovatelné pomocí počítačového algoritmu. Naštěstí zde pořád zůstává zásadní otázka, na níž ani profesor Valiant odpovědět neumí. I ten božský ekoritmus přece musel zpočátku někdo vymyslet!

Citace:
[1] - PAVLUS, John. Searching for the Algorithms Underlying Life. 2016. [cit. 2016-6-13]. Dostupný z WWW: [https://www.quantamagazine.org/20160128-ecorithm-c...].  
Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
 
INFO
Publikován: 27. 06. 2016
Zobrazeno: 3638krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 5
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

1 uživatel Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
BRDIČKA, Bořivoj. Valiantův ekoritmus. Metodický portál: Články [online]. 27. 06. 2016, [cit. 2019-09-18]. Dostupný z WWW: <https://spomocnik.rvp.cz/clanek/20965/VALIANTUV-EKORITMUS.html>. ISSN 1802-4785.
Doporučte materiál
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře RSS komentářů článku
Autor: Bořivoj BrdičkaVloženo: 27. 06. 2016 00:34

Jak vidno, má snaha zakončit školní rok něčím optimistickým opět nevyšla. Odhalování ekoritmu dostává v kontextu současného vývoje propojeného světa (včetně toho nám nejbližšího evropského) docela nový rozměr. Tak si říkám, co budeme dělat, potvrdí-li se, že podstatou všeobjímajícího principu rozvoje živé hmoty je soustavná snaha likvidovat konkurenci a mít se za každou cenu dobře na úkor ostatních? Je otázkou, zda vzdělání vedoucí ke schopnosti vnímat naše skutečné postavení ve vesmíru může tento pud ovlivnit a poskytnout lidstvu alespoň nějakou šanci. Pokud je toto jediná naše naděje, pak to znamená, že se my učitelé ocitáme v první linii globální války. Jsme vůbec schopni takovou odpovědnost unést?
Krásné prázdniny všem!

Autor: Jan MaršákVloženo: 04. 07. 2016 18:17

Už ty podivné (spíše absurdní) analogie typu "...algoritmy, které používá příroda..", vyskytující se ve Valiantových vyjádřeních: příroda přece ale "nepoužívá" algoritmy (tedy soubory někým pevně stanovených pravidel pro dělání něčeho), ale "používá" přírodní zákonitosti. A přírodní zákonitosti nejsou algoritmy, a ani nejsou nikým vymýšleny ( pokud se samozřejmě nechceme uchýlit k "Inteligentnímu Designu").  Leslie Valiant vůbec vychází jen z formálních analogií (mezi mozkem a počítačem, mezi lidskou inteligencí a umělou inteligencí, algoritmem a přírodním zákonem a podobně) a tudíž z nich nelze, podle mne, vyvozovat to, co z nich někdy snaží vyvozovat Leslie Valiant.

Autor: Bořivoj BrdičkaVloženo: 05. 07. 2016 07:12

Souhlasím s tím, že my lidé máme dojem, že přírodní zákonitosti jsou algoritmem nepopsatelné - zvlášť při globálním pohledu. Otázkou úplně jinou je ale to, zda se věda má o něco takového pokoušet? Nebo ještě jinak, zda se jedná o legitimní vědecký cíl? Kdo ví, třeba je odhalení smyslu života naším konečným cílem?

Autor: Jan MaršákVloženo: 14. 07. 2016 15:14

S "odhalením smyslu života" bude podle mne asi trochu problém, neboť koncept "smysl života" je mnohovýznamový. Už jen proto, že samotný termín "smysl" má v různých kontextech rozličné významy. Jiný význam se mu např. přikládá v sémantice, tedy oboru zabývajícím se významy konstruktů (pojmů, tvrzení či jejich systémů), další interpretace nabývá např. ve filozofii, psychologii či sociologii (zde především ve významu "účel", "cíl", "úmysl" či "záměr" a podobně).

Autor: Bořivoj BrdičkaVloženo: 15. 07. 2016 07:58

Mohu-li si vůbec troufnout odhadovat, jak to vidí právě Valiant, pak soudím, že v jeho pojetí se jedná o mechanický pohled filosofii vzdálený, vycházející z behaviorismu. Není zas tak důležité složitě zkoumat proč, když dokážeme popsat, co ten který organismus za dané situace udělá. Ono to je trochu podobné "hlubokému učení". To také není učení v pravém smyslu slova, ale jen výčet všech existujících situací se záznamem toho, co se má stát.

Autor: Miroslav MelicharVloženo: 15. 07. 2016 17:58

Prof. Valiant se jako počítačový odborník pokouší modelovat evoluci, odhadovat další vývoj života, biologové však totéž vidí jako naprostou náhodu. Aspoň letošní text pro přípravu na biologickou olympiádu kat. A a B to zřejmě tak vidí - jmenuje se "Život je jen náhoda" (http://biologickaolympiada.cz/studijni-materialy/studijni-materialy.html).

Takže pro věřícího maturanta je asi studium programování přirozenější volba než biologie, ta je spíš pro ateisty.

Autor: Jan MaršákVloženo: 15. 07. 2016 18:40

Ad Miroslav Melichar: Nevím pane doktore, zda jsem zcela správně pochopil Váš komentář, ale chtěl bych jen poznamenat, že podle kvantové teorie je náhoda (resp. náhodnost) inherentním rysem (vlastností) reálného světa a "řídí se" přírodními zákonitostmi stejně jako jiné vlastnosti reality.

Autor: Miroslav MelicharVloženo: 15. 07. 2016 21:42

Děkuji za reakci, pane doktore. Přiznám se, že jste mě trochu zaskočil a donutil o mém komentáři znovu pouvažovat. O pojmu náhoda jsem tolik nepřemýšlel a teď mi dochází, že mi na názvu studijního textu pro soutěžící BiO vadilo hlavně slůvko "jen". Popravdě řečeno mi název nejdříve přišel vtipný, protože mám velmi rád stejnojmennou Ježkovu píseň, ale napadlo mě, že asi málokterý dnešní maturant poslouchá zrovna Ježka. Pak je nebezpečí, že mladí biologové  přijmou větu "život je jen náhoda" jako shrnutí pohledu dnešní biologie na vývoj života. "Život je náhoda" by bylo výstižnější. 

Na kvantovou teorii jsem nemyslel, myslel jsem na neodarwinismus, na teorii sobeckého genu a R.Dawkinse. Dawkins s chutí naštvává své odpůrce tvrzením, že život nemá žádný (vyšší) smysl, zejména bojuje proti existenci Boha. To lze parafrázovat, že je život jen náhoda. Můj minulý komentář ale neseděl v tom, že Dawkins vlastně uvažuje stejným způsobem jako Valiant. Píše např.: "My - tím míním všechny živé věci - jsme stroje k přežití naprogramované k množení digitálních databází, které to programování zajistily." (cit. podle Markoše - Tajemství hladiny.) Takže se možná hlavní proud biologického myšlení s Valiantem docela shoduje.

Autor: Jan MaršákVloženo: 16. 07. 2016 14:43

Ad Miroslav Melichar, 15.7.2016,21:42:

Též děkuji za reakci.

Máte naprostou pravdu v tom, že Richard Dawkins (a např. i Daniel Dennett, považující biologickou evoluci též za programovanou "evolučními algoritmy") uvažují stejným způsobem jako Leslie Valiant. Ovšem ani Dawkinse ani Dennetta není možno považovat za představitele "hlavního proudu biologického myšlení". Spíše snad za představitele jakéhosi druhu "folk biologického" myšlení, založeného na povrchních analogiích mezi biologickými systémy a jistými druhy artefaktů operujících podle explicitních pravidel neboli algoritmů.

Autor: Bořivoj BrdičkaVloženo: 17. 07. 2016 10:29

Děkuji pánům doktorům za podnětnou diskuzi. Byl jsem si od počátku vědom toho, že problém nevyřešíme. Jen, prosím, nezapomínejme na Valiantem prosazovaný přístup, v němž je hlavním nosným prvkem evoluce učení, byť v jeho podání zústávající na úrovni behaviorismu, tj. zabývající se jen vnějšími projevy života.