maanantai 6. joulukuuta 2010

Katsotaan taakse.

"Suppose a computer model of weather conditions is able to predict a rainstorm; no one will reasonably deny that the computer and the weather simulation software were intelligently designed, but this does not imply that the storm itself was created by a designer. The designed computer program is only an analytical tool for studying the natural process, and the necessity of intelligence for the analysis says nothing about the necessity of intelligence in the natural process."
(Edward E. Max, "The Evolution on Improved Fitness")


Lähestyn tässä jutussa evoluutioteoriaa on lähestytty evoluutioalgoritmien kautta, uskon että tämä valinta selventää ja helpottaa asiaa ; Evoluutioalgoritmeilla ratkaistaan monenlaisia ongelmia. Intelligent Designin kannattajat kysyvät usein, että mistä ratkaisu tulee. Ja kun tähän annetaan vastaus, he kysyvät mistä ratkaisu tulee ratkaisutapaan. Näin tapahtuu erityisen voimakkaasti evoluutioalgoritmeista käytävän keskustelun osalla. Ensin sanotaan että jotain asiaa ei voida ratkaista, ja jos se voidaan, siirtyy kysymys koskemaan algoritmia joka ratkaisi ongelman.

Intelligent Designin kannattajien" mielestä evoluutioalgoritmit toimivat, koska ne on Suunniteltu ja niiden hyvyysfunktiot sisältävät informaatiota. Tätä kautta on aivan fiksua muistuttaa, että evoluutio ei hae täydellistä vastausta, vaan riittävän hyvää vastausta. Perimässä on variaatiota, joten se ei ole "yksi tietty vastaus".

Evoluutio ei ole täydellisen vastauksen hakemista, vaan optimointia. Tämä asia on mielenkiintoinen ; Käytännössä tilanne menee niin, että jos asiaan ei ole ratkaisua, se on ongelma evoluutiolle. Ja jos se ratkaistaan, viitataan että ratkaisu tulee evoluutioalgoritmista. Esimerkiksi Dembskin evoluutioalgoritmejen käsittelyssä on aina kysymys siitä, että hän kuvaa miten evoluutioalgoritmi toimii ja sitten hän kutsuu tätä selitystä informaation salakuljettamiseksi systeemiin. Eli kun Dembski selittää miten evoluutioalgoritmit toimivat, hän saa luvan kieltää evoluution toimivuuden.

Kaikki on koodissa.

Intelligent Designin kannattajat esittävät että evoluutioalgoritmit toimivat, koska ongelman määrittelyyn ja sitä ratkovaan ongelmaan on ladattu ( "front-loading"/ "smuggling"), informaatiota.

Keinoja tähän on monia. Ehkä selkein esimerkki on siinä, että Dembski on viittannut siihen että evoluutiossa ongelmaa voidaan siirtää laittamalla systeemin muutos elementiksi. Tämä on funktio ja siitä saadaan lisäulottuvuus. Tämä ei riitä selityksenä. Dembskin logiikalle vastaaminen perustuu luonnonlakien rajalliseen määrään universumissa.

Dembskin ajatus nojaa oletukseen tasaisesta hakuavaruudesta ; Dembski viittaa tässä kohden mielellään -sinänsä hyvään matematiikkaan- Wolpertin NFL -lauseeseen, jonka mukaan kaikkien mahdollisten hyvyysfunktioiden muodostamassa hakuavaruudessa ei päästä haulla mihinkään. Mikään ratkaisu ei ole parempi kuin toinen. Tämä onkin aivan totta ; Kun otetaan kaikki mahdolliset tilanteet ja kaikki mahdolliset ongelmat ja niihin haetaan vastausta, ovat kaikki vaihtoehdot yhtä hyviä. Ja totta on sekin että kaikki maailman mahdolliset matemaattiset hyvyysfunktiot yhteensä tuottavat tasaisen hakuavaruuden.

Tässä ongelmana onkin se, että Wolpertin maailmassa on mukana nimen omaan kaikki mahdolliset hyvyysfunktiot. Luonnossa tämä tilanne ei toteudu, koska siellä on tietty, rajallinen, äärettömästä poikkeava, määrä luonnonlakeja. Wolpertin tila toteutuisi, jos universumi jossa elämme, olisi sellainen että siinä olisi ääretön määrä luonnonlakeja. Tällöin esimerkiksi gravitaatiolaille löytyisi antigravitaatiolaki, joka olisi sen negaatio (koska se on matemaattisesti katsoen "mahdollinen laki".) Luonto on siis rajoitetumpi, ja näin ollen universumin synty itsessään on konstruoinut "fitness funktiot". Tämän "rajoitetumman avaruuden" suhteen eliöt ovat "tarkoituksenmukaisia". Siksi tuloksen soveltaminen universumiimme ei toimi.
1: Toisin sanoen jos ruvetaan leikkimään "koko tasaisella avaruudella", huomataan että joskin ei löydy "universaaliratkaisijaa", eli algoritmia, joka ratkaisisi jokaikisen ongelman täydellisesti, eli parhaan vastauksen antaen sattumaa paremmin. Kaikkien lakien muodostama avaruus, joka oli tasainen, ei sisällä mitään sellaista kohtaa, joka olisi kaikkien lakien ja algoritmien ratkaisukyvyn ulkopuolella. Toisin sanoen jokainen ongelma on yhtä helppo ratkaista. Tämä tekee itse asiassa kyseenalaiseksi sen, onko olemassa mitään sellaista asiaa, jonka ratkaiseminen lainomaisuudella olisi mahdottomampaa kuin jokin toinen. Tämä synnyttää vaikeuksia Dembskin informaatiokäsitykselle, joka perustuu siihen että tunnistetaan sellaista, joka on kaikkien luonnonlain ja sattuman kannalta liian vaikeaa ratkaista. Hänen eliminatiivinen filtterinsä ajatus perustuu sille että tälläinen eliminointi voidaan tehdä.

Mark Perakh on huomauttanut siitä tosiasiasta, että NFL käsittelee evoluutioalgoritmeja keskimäärin ja ottanut esiin rajalliset tilanteet. Hän huomauttaa, että jokaiseen yksittäiseen rajattuun ongelmaan, jossa on rajallinen määrä luonnonlakeja, löytyy jokin sitä ratkaiseva evoluutioalgoritmi. Ja itse asiassa: Kun puhutaan keskimääräisesti, on niin etä aina keskimääräistä paremmat niistä hoitavat tilanteen satunnaista hakua tehokkaammin. Perakhin mukaan Dembski on puolustautunut tältä viittaamalla displacementiin, eli väittämällä että hakeakseen tämän parhaan evoluutioalgoritmin, tieto täytyisi hakea suuremmasta avaruudesta, joka sisältäisi kaikki mahdolliset hakualgoritmit; Tällöin ongelma tulee vaikeammaksi, satunnainen haku olisi jälleen yhtä tehokas, koska "kartta jossa on tieto aarteesta pitää hakea, ja tähän vaaditaan tieto siitä missä se kartta on".

Mark Perakh viittaa kirjassa "Why Intelligent Design Fails" [ed. Matt Young & Taner Edis], luvussa "There Is a Free Lunch after All", miten tämä on triviaalia. Kaikki se informaatio, jonka haku oikeasti tarvitsee löytää ei suinkaan koske kaikkia mahdollisia hyvyysfunktioita vaan sitä, jossa ollaan hakemassa. Etenemiseen tarvitaan vain palautetietoa siitä, missä kiivetään. Hyvyysfunktio itse sisältää kyllä kaiken tarvittavan tiedon, joka on tieto siitä missä ollaan kiipeämässä. Sen ei sen sijaan tarvitse tietää missä kaikkialla voitaisiin kiivetä. Ja "Fitness landscape", jossa tarvittava tieto on, on evoluution ollessa kyseessä aina läsnä ; Kun toiset ovat elinkykyisempiä kuin toiset, tai toisissa on "enemmän toiminnallista informaatiota kuin toisissa", on olemassa myös kriteeri, jolla ne ovat parempia. Hakustrategia voi mukautua tähän läsnä olevaan fittnessfunktioon.

Tämä taas on siitä erikoista, että jopa DNA:n evolutiivisuus on tätä kautta testissä mukana, ja siinäkin sen evolutiivisuus on juuri evoluution ennustaman suuruinen, eli yksinkertaisesti sanoen "hienosäätötasoltaan" "lokaali hyvä ratkaisu" eikä "globaalia ehdottomasti parasta ja virheetöntä ratkaisua".

Sitten tarvitsee ymmärtää vain se, että keskimääräisesti ne, joiden evoluutiohakustrategiaominaisuudet sopivat parhaiten siihen fittness landscapeen, kiipeävät keskimääräistä nopeammin eli myös saavuttavat keskimääräisesti nopeammin korkeampia lokaatioita kuin muut. Näin ne kertyvät populaatioon samaan tapaan kuin muutkin ominaisuudet. Eikä tähän tarvita mitään extraa. Olemassaoleva hyvyysfunktio riittää. Eliö elää ja kuolee sitä kautta, että ympäristö on konkreettisesti läsnä sen eläessä. Kelpoisuus on suhteessa tähän, olemassaolevaan vaikuttavaan asiaan, eikä tässä tarvitse miettiä sitä miten se toimii jossain toisissa olosuhteissa tai jossain "kaikkien mahdollisten lakien" joukossa.

Ja koska hakualgoritmit ovat keskimäärin yhtä hyviä kuin sattuma, keskimääräinen sattuman päihittäminen vaatisi sen, että arvotaan kaksi vaihtoehtoista evoluutiostrategiaa hakutapaa, joista valitaan se toimivampi. Ja jo tässä vaiheessa evoluutiohaku muuttuu "paremmaksi kuin sokea sattuma", jolloin Dembskin displacement -teesi "ei satunnaishakua tehokkaammin" on romahtanut empiiriseen todellisuuteen sopimattomana. Se on matemaattisesti järkevä, mutta matematiikan soveltaminen luonnontieteisiin vaatii sen, että oletukset sopivat. Muuten syntyy "Garbage in - garbage out" -tilanne.
1: Arkisemmalla kielellä : Evoluutiohaun ei tarvitse olla edes täydellinen toimiakseen, Dembskin näkemyksen romauttamiseen riittää sem että se on keskimääräistä parempi. Tässä vaiheessa ei tule mieleen kuin se vanha vitsi, jonka mukaan Amerikan presidentti oli järkyttynyt siitä että "puolet Amerikkalaisista on keskimääräistä tyhmempiä". Sillä kyse on vähän samasta asiasta. Kun puhutaan tilasta jossa on rajallinen määrä luonnonlakeja - kuten meidän universumissamme on - puolet evoluutiohakualgoritmeista on hakuavaruudesta riippumatta "keskimääräistä parempia". Ja koska keskimääräisen hakualgoritmin teho on yhtä hyvä kuin satunnaishaku, yksikin näistä hoitaa tilanteen satunnaista hakua tehokkaammin.

Intelligent Designin kannattajat yrittivät siis muuttaa evoluution vastauksen, "suunnitteluongelman" (kysymyksen siitä voiko evoluutio tuottaa informaatiota) askeleen eteenpäin. Heille kysymys vaihtuu "syntymekanismin Suunnitteluongelmaksi" (kysymykseksi siitä miten saadaan toimiva evoluutioalgoritmi luontoon). Tämä ei itsessään ole mikään ongelma evoluutioteorialle, koska siinä on olemassa vaihtoehto, jossa väitetään että suunnittelua on evoluutioalgoritmin takana.

Vaatiessaan evoluutikkoa tuottamaan informaatiota ilman "hyvyysfunktion informaatiota" ja muuta "front loadingia", joutuisi evoluutikko jättämään valintapaineen algoritmin ulkopuolelle, eli osoittamaan, että valintapaineella ei ole kehityksen kannalta mitään merkitystä ; ID:läiset siis odottavat että evoluutikko tuottaisi toimivan evoluutioskenaarion jossa evoluution mekanismit kielletään.

Todistusvastuu on pikemminkin päinvastoin: Evoluutikothan väittävät että valintapaine on olemassa luonnossa, ja olemme havainneet että toiset asiat toimivat luonnossa paremmin kuin toiset eivät, joten tiedämme että luonnossa on hyvyysfunktioita, jotka ovat luonteeltaan jotain sellaista johon Wolpertin NFL -lauseen tila ei ole verrattavissa. ID läiset taas väittävät että hyvyysfunktiot ja "front loading" ovat Suunnittelua, joten heidän olisi todistettava että luonnossa havaitut valintapaineet on Älykkäästi Suunniteltu. Heidän tulisi tuottaa keino jolla voidaan erottaa ohjelmoimattomat hyvyysfunktiot ohjelmoiduista, tai jokin muu tieteellinen konsti tämän todistamiseen. Evoluutioteorialle riittää että evoluutioalgoritmit toimivat empiirisesti, ja että ne ovat sovellettavissa luontoon. Kriitikot voivat todistaa että evoluutioalgoritmien valintamekanismit olisivat sellaisia, että niide antamat tulokset eivät mitenkään olisi sovellettavissa luonnon evoluutioon.
Lähteet:
Dave Thomas, "Target? TARGET? We don’t need no stinkin’ Target!",2006 *
Nature, "The evolutionary origin of complex features",2003
Richard B. Hoppe,"The Evolution of Cooperation: Hawks, Doves, Ravens and Starlings", 2006
"36 Human-Competitive Results Produced by Genetic Programming",2003
Mark Chu-Carroll, "Behe's Dreadful New Book: A Review of "The Edge of Evolution"",2007
Mark Chu-Carroll, "The Problem with NFL: Breadth or Depth?", 2007
Mark Chu-Carroll, "A Glance at the Work of Dembski and Marks", 2007
Mark Chu-Carroll, "Evolution Produces Better Antenna; Casey Luskin Very Upset",2007

Ei kommentteja: