Eine neue Gleichung für Intelligenz

Gibt es eine Gleichung für Intelligenz? Ja: F = T ∇ Sτ. In einem faszinierenden und informativen Vortrag erklärt der Physiker und Informatiker Alex Wissner-Gross, was genau das bedeuten soll (Aufgenommen bei TEDxBeaconStreet).

Intelligenz -- Was ist das?

Wenn wir uns ansehen, wie Intelligenz

geschichtlich interpretiert wurde,

dann war das berühmte Zitat

von Edsger Dijkstra ein Durchbruch:

"Die Frage, ob eine Maschine denken kann,

ist ungefähr so interessant

wie die Frage, ob ein U-Boot

schwimmen kann."

Als Edsger Dijkstra dies geschrieben hat,

wollte er die frühen Pioniere

der Informatik kritisieren,

wie zum Beispiel Alan Turing.

Wenn wir aber zurückschauen

und darüber nachdenken,

welche bahnbrechenden Erfindungen

uns am meisten dazu befähigt haben,

schwimmende Maschinen

und denkende [fliegende] Maschinen
zu bauen,

sehen wir, dass uns nur das Verständnis

des physikalischen Mechanismus

des Schwimmens und Fliegens

dazu befähigt hat,
diese Maschinen zu bauen.

Deshalb habe ich vor einigen Jahren

den Versuch gestartet,

den fundamentalen physikalischen
Mechanismus

der Intelligenz zu verstehen.

Gehen wir einen Schritt zurück

und beginnen mit einem Gedankenexperiment.

Stellen wir uns vor,
wir wären Außerirdische,

die nichts über irdische Biologie,

Neurowissenschaften oder Intelligenz wissen,

aber fantastische Teleskope haben,

mit denen wir die Erde beobachten können,

und ein erstaunlich langes Leben haben,

sodass wir die Erde über Millionen,

sogar Milliarden von Jahren
beobachten können.

Da sehen wir einen sehr seltsamen Effekt,

nämlich dass die Erde
über die Jahrtausende hinweg,

kontinuierlich von Asteroiden
bombardiert wird

bis zu einem Punkt,

und dass an dem Punkt,

ungefähr im Jahr 2000 n. Chr.,

Asteroiden, die sich auf

Kollisionskurs mit der Erde befinden,

die sonst kollidiert wären,

mysteriöserweise abgelenkt werden

oder explodieren, bevor sie die Erde treffen.

Als Erdbewohner kennen wir natürlich

den eigentlichen Grund dafür, nämlich

dass wir uns selbst zu retten versuchen.

Wir versuchen einen Einschlag zu vermeiden.

Aber wenn man ein Außerirdischer wäre,

der von all dem nichts weiß,

der keine Ahnung von
irdischer Intelligenz hat,

wäre man gezwungen,

eine physikalische Theorie aufzustellen,

warum Asteroiden, die bis zu
einem bestimmten Zeitpunkt

die Oberfläche des Planeten
zerstört haben,

dies mysteriöserweise nicht mehr tun.

Ich behaupte, dass das
die gleiche Frage ist,

wie die Frage nach
der physikalischen Natur der Intelligenz.

Deshalb habe ich mir in dem Versuch,
den ich vor einigen Jahren gestartet habe,

viele unterschiedliche Themen angesehen,

aus verschiedenen
wissenschaftlichen Bereichen,

die, denke ich, alle auf einen einzigen,

der Intelligenz zugrundeliegenden

Mechanismus hindeuten.

In der Kosmologie, zum Beispiel,

gab es mehrere verschiedene Beweisketten,

dass unser Universum genau
auf die Entwicklung

von Intelligenz abgestimmt
zu sein scheint,

und, noch genauer, für die Entwicklung

von universellen Zuständen,

die die Vielfalt möglicher Zukünfte
maximieren.

Beim Spielen, zum Beispiel, bei Go --

alle erinnern sich noch an das Jahr 1997,

als der Deep Blue von IBM
Garry Kasparov im Schach schlug --

weniger Menschen sind sich bewusst,

dass etwa in den letzten 10 Jahren

das Spiel Go,

mutmaßlich ein
viel anspruchsvolleres Spiel,

da es einen viel höheren
Verzweigungsfaktor hat,

immer öfter auch

von Computern gewonnen wird,

und zwar aus dem gleichen Grund:

die momentan besten Techniken
für Computer, Go zu spielen,

sind Techniken, die zukünftige Optionen
während des Spiels

zu maximieren versuchen.

Bei der Planung von Roboterbewegung

gibt es eine Reihe neuer Techniken,

die versuchen auszunutzen,

dass Roboter zukünftige Handlungsfreiheit

maximieren können,

um komplexe Aufgaben zu erfüllen.

Also mit dem gesammelten Wissen

aus all diesen verschiedenen Bereichen

habe ich mich vor einigen Jahren gefragt,

ob es einen der Intelligenz
zugrundeliegenden Mechanismus gibt,

den wir aus all diesen Gedankensträngen

herausfiltern können?

Gibt es eine einzelne Gleichung
für Intelligenz?

Und die Antwort, glaube ich, ist ja.
["F = T ∇ Sτ"].

Was Sie gerade sehen, ist wahrscheinlich

die beste Entsprechung zu E = mc²

für Intelligenz, die ich gesehen habe.

Was Sie hier sehen,

ist eine Aussage der Übereinstimmung,

dass Intelligenz eine Kraft ist (F),

die so wirkt, dass die zukünftige
Handlungsfreiheit maximiert wird.

Sie wirkt so, dass die zukünftige
Handlungsfreiheit maximiert wird,

oder hält Optionen offen,

mit einer Stärke (T),

mit der Vielfältigkeit möglicher
erreichbarer Zukünfte (S),

bis zu einem zukünftigen Zeithorizont (tau).

Kurz gesagt, Intelligenz mag es nicht,
in eine Falle zu tappen.

Intelligenz versucht, zukünftige
Handlungsfreiheit zu maximieren,

und Optionen offen zu halten.

Nun, mit dieser einen Gleichung

ist es ganz natürlich zu fragen,
was können wir damit machen?

Was kann sie vorhersagen?

Prognostiziert sie menschliche Intelligenz?

Prognostiziert sie künstliche Intelligenz?

Jetzt werde ich Ihnen ein Video zeigen,

das, glaube ich,

einige der erstaunlichen Anwendungen

dieser Gleichung demonstrieren wird.

(Video) Erzähler: Neue Forschung
in der Kosmologie

deutet darauf hin, dass Universen,

die mehr Unordnung, oder "Entropie",
in ihrem Leben produzieren,

dazu tendieren, vorteilhaftere Bedingungen

für die Existenz intelligenten Lebens,
so wie das unsere, zu besitzen.

Aber was ist, wenn diese eventuelle
kosmologische Verbindung

zwischen Entropie und Intelligenz

auf einen tieferen Zusammenhang hindeutet?

Was, wenn intelligentes Verhalten
nicht nur

mit der Produktion
langfristiger Entropie korreliert,

sondern sich sogar direkt
daraus entwickelt?

Um das herauszufinden, haben wir eine Engine,
[eigenständiger Teil eines Computerprogramms]

"Entropica", entwickelt, um die Produktion

von langfristiger Entropie
jedes Systems zu maximieren,

in dem sich die Engine befindet.

Erstaunlicherweise hat Entropica

viele Tierintelligenztests bestanden,
Spiele erfolgreich gespielt

und sogar Geld mit Aktien verdient,

jeweils ohne jegliche Anleitung.

Hier sind einige Beispiele
von Entropica in Aktion.

Wie ein Mensch aufrecht stehend,
ohne umzufallen,

sehen wir hier Entropica,

wie sie automatisch einen Stab
auf einem Wagen balanciert.

Dieses Verhalten ist bemerkenswert,

weil wir Entropia nie ein Ziel
gegeben haben.

Sie hat einfach von selbst entschieden,
den Stab zu balancieren.

Diese Fähigkeit zu balancieren,
wird Anwendung

für humanoide Robotik

und technische Hilfsmittel finden.

So wie manche Tiere Objekte

in ihrer Umwelt als Werkzeuge nutzen,

um in enge Räume einzudringen,

sehen wir hier, dass Entropica
es geschafft hat,

wieder aus eigener Initiative,

eine große Scheibe, die ein Tier darstellt,
so zu bewegen,

dass eine kleine Scheibe, ein Werkzeug,

in einen begrenzten Raum eindringt,

der eine dritte Scheibe enthält,

und befreit die dritte Scheibe
aus ihrer Fixierung.

Diese Fähigkeit wird Anwendung finden

bei eleganten Produktionstechniken
und Landwirtschaft.

Außerdem, genau wie manche Tiere

kooperieren, indem sie gleichzeitig
an beiden Enden eines Seils ziehen,

um an Essen zu gelangen,

sehen wir hier, dass Entropia es schafft,

dies im Modell umzusetzen.

Diese Kooperationsfähigkeit
hat interessante Auswirkungen

für Wirtschaftsplanung
und viele andere Bereiche.

Entropica kann auf eine Vielzahl

von Gebieten angewendet werden.

Hier sehen wir sie erfolgreich

ein Pong-Spiel gegen sich selbst spielen,

was ihr Potential im Spielen zeigt.

Hier sehen wir Entropica dabei,

wie sie neue Verbindungen
in sozialen Netzwerken arrangiert,

wo Freunde immer wieder
den Kontakt verlieren;

sie erhält das Netzwerk
erfolgreich aufrecht.

Dieselbe Fähigkeit des Networkings

hat auch Anwendung
bei medizinischer Versorgung,

Energie und Intelligenz.

Hier sehen wir Entropica,

wie sie eine Schiffsflotte lenkt,

den Panamakanal erfolgreich
entdeckt und benutzt,

um ihre Reichweite global vom Atlantik

in den Pazifik auszudehnen.

Aus dem gleichen Grund ist Entropica

weitreichend auf Probleme

in autonomer Verteidigung, Logistik
und Transport anwendbar.

Zum Schluss sehen wir hier, wie Entropica

eine "billig kaufen, teuer verkaufen"-Strategie

an einer simulierten Fernhandelsbörse

spontan entdeckt und anwendet

und dadurch das verwaltete Vermögen

exponentiell vermehrt.

Diese Fähigkeit zum Risikomanagement

wird umfassende Anwendung in Finanzen

und Versicherungen haben.

Alex Wissner-Gross:
Wir haben gerade gesehen,

dass eine Vielzahl
von eindeutig menschlich-intelligenten

kognitiven Verhaltensweisen,

so wie Werkzeuggebrauch, aufrechter Gang

und soziale Kooperation,

alle aus einer einzigen Gleichung folgen,

die ein System dazu bringt,

seine zukünftige Handlungsfreiheit
zu maximieren.

Dies führt zu einer tiefen Ironie.

Wenn wir zurückgehen zum Anfang

der Nutzung des Wortes "Roboter",

dem Spiel "RUR",

dann gab es immer das Konzept,

dass, wenn wir
maschinelle Intelligenz entwickelten,

es eine kypernetische Revolte gäbe.

Die Maschinen würden sich gegen uns wenden.

Eine wichtige Folgerung
aus dieser Arbeit ist,

dass wir vielleicht seit Jahrzehnten

das Konzept kybernetischer Revolten

falsch herum gesehen haben.

Maschinen werden nicht zuerst intelligent

und dann größenwahnsinning,

und versuchen, die Welt zu erobern.

Das ziemliche Gegenteil stimmt,

dass der Drang zur Kontrolle

aller möglichen Zukünfte

ein fundamentaleres Prinzip ist,

als das der Intelligenz,

dass allgemeine Intelligenz sogar direkt

aus dieser Art Kontrolldrang hervortritt,

statt umgekehrt.

Eine weitere wichtige Folgerung
ist die Zielsuche.

Ich werde oft gefragt, wie resultiert
die Fähigkeit, Ziele zu suchen,

aus dieser Grundstruktur?

Und die Antwort darauf:
Die Fähigkeit zur Zielsuche

folgt direkt daraus,

und zwar im folgenden Sinn:

Genau wie Sie durch
einen Tunnel reisen würden,

einem Flaschenhals der möglichen Zukünfte,

sodass Sie später viele andere Ziele

erreichen können,

oder genauso wie Sie

in finanzielle Sicherheit investieren,

dadurch kurzfristig weniger liquide sind,

aber langfristig Ihr Vermögen vergrößern,

so folgt Zielsuche direkt

aus einem langfristigen Drang,

die zukünftige Handlungsfreiheit
zu vergrößern.

Zum Abschluss, Richard Feynman,
berühmter Physiker,

hat einmal geschrieben, dass, wenn die
menschliche Zivilisation zerstört würde,

und nur ein einziges Konzept
an unsere Nachfahren

weitergegeben werden könnte,

um den Wiederaufbau zu unterstützen,

sollte es dieses sein:

dass alle Materie um uns herum

aus winzigen Elementen besteht,

die sich anziehen, wenn sie
weit voneinander weg sind,

aber sich abstoßen, wenn sie
nah zusammen sind.

Mein Äquivalent dieser Aussage,

Nachfahren etwas zu hinterlassen,

um den Aufbau künstlicher Intelligenz
zu unterstützen,

oder ihnen zu helfen,
menschliche Intelligenz zu verstehen,

ist das folgende:

Intelligenz sollte gesehen werden

als ein physikalischer Prozess,

der zukünftige Handlungsfreiheit
zu maximieren versucht,

und Einschränkungen der Zukunft vermeidet.

Vielen Dank.

(Applaus)