Nová rovnice inteligence

Existuje rovnice popisující inteligenci? Ano, je to F = T ∇ Sτ. Ve své fascinující a poučné prezentaci fyzik a počítačový vědec Alex Wissner-Gross vysvětluje, co to skutečně znamená.
(natočeno na TEDxBeaconStreet)

Inteligence -- co to vlastně je?

Když se podíváme, jak bylo na inteligenci

nahlíženo v minulosti,

významným příkladem je

citát Edsgera Dijkstry:

"Otázka, zda stroje mohou myslet,

je asi tak stejně zajímavá

jako otázka, zda ponorky

můžou plavat."

Když Edsger Dijkstra toto psal,

zamýšlel to jako kritiku

raných průkopníků počítačové vědy,

např. Alana Turinga.

Nicméně, pokud se ohlédnete

a zamyslíte se nad

nejvýznamnějšími inovacemi,

které nám umožnily postavit

stroje, které plavou,

a stroje, které létají,

zjistíte, že pouze díky porozumnění

fyzikálnímu mechanismu

plavání a letu

jsme je byli schopni sestrojit.

A tak jsem se před několika lety

vydal na cestu za porozuměním

základnímu fyzikálnímu mechanismu,

na němž je založená inteligence.

Zkusme se na celou věc nejdřív podívat z odstupu.

Začněme myšlenkovým experimentem.

Představte si, že jste mimozemšťani,

kteří netuší zhola nic o pozemské biologii

či neurovědách nebo inteligenci,

ale máte výborný dalekohled,

kterým můžete Zemi pozorovat,

a máme také velmi dlouhé životy,

takže jste schopni Zemi pozorovat

v průběhu milionů, dokonce miliard let.

A všimnete si velmi zvláštního jevu.

Všimnete si, že jak ubíhá jedno tisíciletí za druhým,

Země je průběžně bombardována asteroidy,

avšak od určitého okamžiku

odpovídajícího přibližně současnosti

jsou asteroidy, které se pohybují po dráze,

která by je nakonec

dovedla ke srážce se Zemí

záhadně odkloněny

nebo explodují dřív,
než se se Zemí skutečně srazí.

Nám, pozemšťanům,

je samozřejmě jasné,

že to je důsledek naší snahy se zachránit.

Snažíme se zabránit dopadu.

Ale pokud jste mimozemšťani,

kteří nic z toho netuší

a nemají o existenci inteligence na Zemi představu,

budete nuceni sestavit

fyzikální teorii vysvětlující

proč asteroidy potenciálně schopné
zničit povrch planety Země

se k tomu od určitého momentu

záhadně nedostanou.

No a já tvrdím, že to je stejné

jako porozumění fyzikální podstatě inteligence.

Před několika lety

jsem se tedy pustil do zkoumání různých náznaků

vyskytujících se napříč vědou, napříč mnoha disciplínami,

které podle mě ukazovaly

na existenci jediného společného mechanismu,

na němž je inteligence založená.

Například v kosmologii

existuje řada důkazů,

že náš vesmír je velmi jemně vyladěn tak,

aby poskytoval podmínky vhodné pro vývoj inteligence,

a především pro vznik

vesmírných stavů,

které maximalizují množství možných budoucností.

Při hraní hry, například Go --

všichni si pamatují ten moment v roce 1997

kdy počítač Deep Blue firmy IBM porazil
Garryho Kasparova v šachách --

méně lidí si uvědomuje,

že zhruba v posledních 10 letech

i hra Go

(z určitého hlediska mnohem náročnější hra,

neboť má mnohem vyšší "větvící faktor")

začala podléhat

hráčům počítačových her,

a to ze stejného důvodu:

algoritmy, s nimiž jsou počítače pří hraní Go nejúspěšnější

jsou založeny na snaze
maximalizovat množství možných tahů

v budoucím vývoji partie.

A konečně, na poli programování pohybu robotů

se v nedávné době objevila řada přístupů

snažících se využít

schopnosti robota

maximalizovat budoucí volnost pohybu

k tomu, aby splnil náročné úkoly.

A tak když jsem si dal tohle všechno dohromady,

začal jsem se před několika lety ptát:

existuje za inteligencí nějaký
skrytý mechanismus

který je pro všechny uvedené příklady společný?

Lze inteligenci popsat rovnicí?

Jsem přesvědčen, že odpověď zní "Ano".

To, co nyní vidíte,

je ten nejbližší ekvivalent E = mc²

pro inteligenci, se kterou jsem se kdy setkal.

Takže co můžete vidět,

je vyjádření vztahu

mezi inteligencí, která působí jako síla F

tak, aby maximalizovala množství budoucích možností.

Působí, aby maximalizovala budoucí svobodu akce,

drží možnosti otevřené

s pevností T

s rozmanitostí možných budoucností S,

až do časového horizontu tau.

Stručně řečeno, inteligence se nerada ocitá v pasti.

Inteligence se snaží maximalizovat
svou budoucí svobodu volby

a nechávat možnosti otevřené.

Ale teď, když máme tuto rovnici,

je přirozené se zeptat, co se s ní dá všechno dělat?

Jak moc je schopná dělat předpovědi?

Lze z ní odvodit inteligenci lidské úrovně?

Nebo umělou inteligenci?

Ukážu vám jedno video,

které demonstruje

některé z úžasných aplikací

této jediné rovnice.

Vypravěč: Nedávný kosmologický výzkum

naznačil, že vesmíry produkující během svého trvání

více neuspořádanosti, či entropie,

by měli mít vhodnější podmínky

pro existenci inteligentních bytostí, jako jsme my sami.

Ale co když je toto vratké kosmologické spojení

mezi entropií a inteligencí

projevem hlubší souvislosti?

Co když inteligentní chování nejen koreluje

s dlouhodobým zvyšováním entropie,

ale je jeho přímým následkem?

Abychom našli odpověď, vyvinuli jsme software

nazvaný Entropica, navržený tak,

aby z dlouhodobého hlediska maximalizoval entropii

libovolného systému, ve kterém se ocitne.

Co je fascinující, Entropica zvládla projít

četnými testy zvířecí inteligence, hrát lidské hry,

a dokonce vydělat peníze na finančních burzách

a to bez konkrétních instrukcí, co má dělat.

Zde je pár ukázek Entropicy v akci.

Podobně jako člověk dokáže stát vzpřímeně,

Entropica zde s pomocí vozíku

automaticky vyvažuje tyč.

Toto chování je pozoruhodné proto,

že jsme Entropice nezadali žádný cíl.

Ona sama se rozhodla, že bude tyč vyvažovat.

Tato její schopnost bude mít jistě aplikace

v oblasti humanoidní robotiky

a v oblasti "lidem asistujících technologií".

Podobně jako některá zvířata umí používat předměty

ve svém okolí jako nástroje,

aby dosáhla do jinak nepřístupných míst.

Zde vidíme Entropicu,

opět z jejího vlastního popudu,

jak pohne velkým kotoučem reprezentujícím zvíře tak,

aby se malý kotouč reprezentující nástroj

dostal do špatně přístupného prostoru

kde se nachází třetí kotouč,

a uvolnit tento třetí kotouč z jeho původně fixní pozice

Tato schopnost používat nástroje bude mít aplikace

v "chytrém vyrábění" a v zemědělství.

Navíc, stejně jako některá jiná zvířata

jsou schopna spolupracovat taháním za opačné konce lana

ve stejný okamžik tak, aby se dostala k jídlu,

zde vidíme, že Entropica je schopna splnit

modelovou verzi takového úkolu.

Tato kooperativní schopnost bude mít zajímavé důsledky

v ekonomickém plánování a v řadě dalších oborů.

Entropica je široce použitelná

v mnoha oblastech.

Zde vidíme, jak úspěšně

hraje hru "Pong" sama proti sobě,

což ilustruje její potenciál pro počítačové hry.

Tady zas Entropica

navazuje spojení v sociální síti,

kde spolu přátelé neustále ztrácejí kontakt,

a daří se jí držet síť propojenou.

Tato schopnost

se může uplatnit ve zdravotnictví,

energetice a inteligenci.

V tomto příkladu Entropica naviguje

flotilu lodí,

a přitom se jí daří objevit panamský kanál

a tím rozšířit svůj dosah z Atlantiku

do Pacifiku.

To ukazuje, že Entropica

může najít široké využití při řešení problémů

v autonomní obrany, logistiky a dopravy.

A konečně zde Entropicu vidíme

samovolně uplatňovat strategii

"nakup levně, prodej draho"

na simulované burze,

přičemž exponenciálně zvyšuje

svůj majetek.

Tato schopnost risk managementu

bude mít mnoho aplikací

ve finančnictví a pojišťovnictví.

Alex Wissner-Gross: To, co jste právě viděli

znamená, že mnoho vzorců chování

charakteristických pro lidskou inteligenci,

jako je používání nástrojů nebo vzpřímená chůze

či schopnost spolupráce

plynou z jediné rovnice,

která systém vede

k maximalizaci jeho svobody volby v budoucnosti.

To je přitom nesmírně ironické.

Vrátíme-li se k počátku

používání slova robot,

ke hře "R.U.R.",

již tehdy existovala představa,

že vyvineme-li umělou inteligenci,

bude následovat jakási "vzpoura strojů".

Stroje proti nám povstanou.

Jedním z důležitých důsledků této práce je,

že po celá tato desetiletí

byla tato představa vzpoury strojů

celá naruby.

Není to tak, že stroje napřed získají inteligenci,

potom se stanou megalomaniaky

a pokusí se získat světovládu.

Právě naopak -

snaha převzít kontrolu

nad svou budoucností

je fundamentálnější princip

než inteligence samotná.

Inteligence jako taková je možná ve skutečnosti

průvodním jevem této snahy uchopit moc,

a ne naopak.

Dalším důležitým důsledkem je schopnost usilovat o dosažení cílů.

Často se mě lidé ptají: kde se tato schopnost

z této koncepce vezme?

A odpověď zní, že schopnost usilovat o cíle

z ní přímo vyplývá

v následujícím smyslu:

někdy se vydáte tunelem

- "bottleneckem" v prostoru vašich možných drah -

abyste měli možnost dosáhnout

řady různorodých cílů později,
až jím projedete na druhou stranu;

nebo třeba když investujete

do svého finančního zabezpečení,

přičemž krátkodobě snížíte svou likviditu,

abyste zvýšili svůj majetek z dlouhodobého hlediska,

schopnost dosahovat cílů

je přímým důsledkem obecné snahy

maximalizovat budoucí svobodu volby.

Na závěr zmíním Richarda Feynmana, slavného fyzika,

který napsal, že kdyby lidská civilizace byla zničena

a našim potomkům by bylo možné předat

jeden jediný poznatek,

který by jim měl pomoci civilizaci znovu vybudovat,

zvolil by skutečnost,

že veškerá hmota okolo nás

je tvořená maličkými částečkami,

které se přitahují, jsou-li daleko od sebe,

avšak které se odpuzují, jsou-li blízko.

Mým ekvivalentem takového poznatku,

který bych chtěl předat našim potomkům,
abych jim pomohl vybudovat umělou inteligenci,

nebo abych jim pomohl porozumět té lidské,

je následující:

Na inteligenci je třeba pohlížet

jako na fyzikální proces,

který usiluje o maximalizaci svobody volby v budoucnosti

a který se vyhýbá omezování této svobody.

Děkuji za pozornost.

(Potlesk)