Näytetään tekstit, joissa on tunniste Kolmogorov kompleksisuus. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste Kolmogorov kompleksisuus. Näytä kaikki tekstit

maanantai 27. lokakuuta 2014

Miksi suunnittelua ei etsitä eliöistä?

Juha Leinivaara kuvasi blogissaan ID -aiheesta tohtoroineen väitöstilaisuutta. Kojosen kannanotto tiettyyn yhteen asiaan on jotain jota halusin sitten nostaa esille tarkemmin. "Väitöstilaisuudessa Kojosen opponentti tiedusteli tällaisten tutkimusten perään. Behen IC-argumentti ja Dembskin Complex Specified Information mainittiin. Hän ei ollut onnistunut löytämään näiden ID-työkalujen käyttöä tieteellisissä julkaisuissa. Kojonen vastasi sen johtuvan siitä etteivät biologit usko elämän olevan suunniteltua. Varmasti pätevä selitys ID-tutkimusten puutteelle, mutta toisaalta IDeisteillä on ne omat pro-ID julkaisut (esim. BIO-Complexity ja Evolutionary Informatics Lab). Ongelma säilyy tästäkin huolimatta: kukaan ei näyttäisi soveltavan IDeistien työkaluja biologiassa. Väittäisin sen johtuvan siitä, etteivät ne toimi älyn havaitsemisessa."

Olen tässä asiassa varsin tiettyä mieltä. Jos mietitään ID:n designin päättelyn menetelmiä, vastaan syntyy varsin helposti erikoisia tilanteita. Otetaan esimerkiksi CSI -informaatio. William Dembski, informaatiotieteen Paris Hilton, kuvaa itse tätä aivan itse kehittämäänsä ja nimeämäänsä konseptia esimerkiksi sellaisessa neronleimauksessa kuin "Specification: The Pattern That Signifies Intelligence". (Luettavissa internetissä ilmaiseksi.) Sen ytimessä on juuri älysuunnittelun huomaaminen. Jos katsomme Dembskin spesifikaatiota vaikka sivuilta 9-12 voimme huomata että se viittaa matalaan Kolmogorov -kompleksisuuteen. Tämä täsmennys on tärkeää koska ollakseen suunniteltua täytyy kohteen olla kompleksia ja spesifiä. Ja jos se ei täytä spesifikaatiota se voi olla kompleksia mutta ei spesifiä. "It’s this combination of pattern- simplicity (i.e., easy description of pattern) and event-complexity (i.e., difficulty of reproducing  the corresponding event by chance) that makes the pattern exhibited by ( ψR) - but not (R) - a specification."

Dembskin esimerkit ovat tässä muutenkin kuvaavia. Hän on selityssuodattimessaan kuvannut sitä, miten hyvin säännönmukaiset ja toisteiset pätkät ovat spesifejä. Dembskin lempilapsi tässä on ollut Caputo-case. Tämä viittaa 1985 tapahtuneeseen Nicholas Caputon suhmurointiin. Hänet tuotiin oikeuteen koska hän oli manipuloinut poliittista vallanjakoa. Caputo kiisti huijanneensa mutta koska kukaan ei valvonut hänen prosessiaan, oli hänen syyllisyytensä arvioitu epäsuorasti todennäköisyysmatematiikalla. Jos voiton suhteet ovat fifti-fifti, niin miten ihmeessä demokraatit voittivat 40 kertaa 41. Liian monta kertaa tapahtunut tietty tulos vihjasi siitä että arpaa ei oltu heitetty vaan tulos oli peukaloitu. Caputo -casea on käytetty monessa paikassa mutta kenties helpoiten siihen voi tutustua lukemalla Dembskin "The Explanatory Filter:A three-part filter for understanding how to separate and identify cause from intelligent design" (Luettavissa internetissä ilmaiseksi.) Jos teemme kolikonheitosta sarjan jossa kruuna on 1 ja klaava 2, on "11111101111111111111111111111111111111111" spesifi ja siis mahdollisesti suunniteltu. ID -kielenkäytöllä sattuma eliminoidaan selityksenä. Tätä ideaa ei selvästi ole muutenkaan hylätty. Dembskin esitelmästä saa aivan selvästi napattua lausuman "Well, it turned out what was crucial for detecting design was this what I called Specified Complexity, that you have a pattern, where the pattern signifies an event of low probability, and yet the pattern itself is easily described, so it’s specified, but also low probability. And I ended up calling it Specified Complexity"
1: Mitä on enemmän kuin hieman hauskaa hieroa monien kreationistien naamaan, sillä moni heistä väittää toisaalla että mutaatiot eivät voi tuottaa informaatiota koska jos geeni kahdentuu, ei synny uutta informaatiota. Tuossahan on informaatiopätkä "1" jota on kopioitu moneen kertaan. Ja jos kahdentaminen ei tuota informaatiota, ei tuossa voi olla lisää informaatiota. Mutta tämä on nyt tämän jatkon kannalta irrelevanttia. Kunhan itsekseni huvitun.

Toisaalla sitten voidaan kaivaa ID -nero Stephen Meyer jonka tuotos "in Evidence for Design in Physics and Biology: From the Origin of the Universe to the Origin of Life" esittää aivan suoraan seuraavaa "Complex sequences exhibit an irregular and improbable arrangement that defies expression by a simple formula or algorithm. A specification, on the other hand, is a match or correspondence between an event or object and an independently given pattern or set of functional requirements." Tämä viittaa nimenomaan ja by definition pieneen pakattavuuteen eli siihen että Kolmogorov-kompleksisuus onkin korkea. Ja sen olisi oltava by definition korkea.

Peruspuolustus tähän ongelmaan on se, että CSI -informaatiossa on sekä spesifi että kompleksi osuus. Ongelmana vain näyttää olevankin se, että CSI -informaation kompleksi on määritelmällisessä ristiriidassa sen spesifin kanssa. (Mikä itse asiassa sopii siihen ajatukseen että tosiasiassa ei ole mitään CSI -informaatiota vaan kaikki on sattumaa ja lainomaisuutta.) Astetta sivistuneempi ID -counteri aiheeseen on kuitenkin se, että ID -läiset korostavat että "Shannon Complexity" viittaa Shannonin entropiaan, ja että tätä ei käytetä kun älysuunnittelua etsitään. Että yleensä kompleksisuutta arvioidaan tapahtumatodennäköisyyteen. Ja että tässä katsotaan mahdollisia "maallisia selitysmalleja" ja niiden todennäköisyyksiä. Kompleksisuus olisi vain logaritmilaskentaa tästä todennäköisyydestä. Että Shannonin entropiaa voitaisiin käyttää vain hyvin spesifeissä tilanteissa, kuten Caputo -casessa. Siis tilanteesta jossa tiedetään että syntyteoria on jotain jossa osien järjestäytymiset olisivat yhtä todennäköisiä. (Oma kannanottoni tähän sofistikoituneempaan malliin on jo kirjoitettuna.)

Mitä tuo tarkoittaa?

Ylläolevaa katsoen on helppoa huomata että Design -suunnittelua ei tehdä millään yhdellä mittarilla. Idean taakse tiivistyy enemmänkin jotain josta on vaikeaa sanoa mitä se on. Karkeasti ottaen vaihtoehdot ovat seuraavat:
1: Kyseessä on oikea Design -teoria, joka on laaja. Siinä on keskenään ristiriitaisia osia. Eli teoria on kokonaisuutena rikki ja perseestä ja epälooginen.
2: Ei oikeasti ole mitään Design -teoriaa vaan peruskäsitteiden taakse on koottu enemmänkin hajanainen kokoelma jonkinlaisia intuitiopumppuja. Näitä tunnistusmetodeja ei suostuta kieltämään vaan niitä kaikkia halutaan tukea. Ja lopputuloksena on se, että se, mitä työkalua käytetään riippuu siitä mitä intuitio ensin sanoo suunnitelluksi. Kun tämä lopputulos on sitten päätetty (joko tietoisesti tai esitietoisesti, luultavasti tietoisesti) voidaan hajanaisesta työkalupakista valita aina sopiva menetelmä. Se joka antaa halutun tuloksen. Juuri se että tarjolla on keskenään ristiriitaisia työkaluja takaa sen että sopiva tulos saadaan aina ja jokaiseen tarpeellisentuntuisen tilanteeseen löydetään aina siihen sopiva päättelytyökalu ; Kun viittauksissa on Kolmogoriv -kompleksisuutta, Shannonin entropiaa ja Shannonin yllättyneisyyttä, on enemmän kuin luultavaa että jokin näistä osuu kohdalle.
     2.1: Bonuksena on se, että taustahypoteeseja tutkiessa ei usein olekaan tehty mitään asiallista ehdotonta todennäköisyyslaskentaa. Usein sen takia että todennäköisyyttä ei voida arvioida. Näin ollen se mikä jää käteen on se, että heitetään hatusta mitä tahansa todennäköisyysarvioita ja muutetaan tämä tieteellisen näköiseksi silmänkääntötempulla jossa todennäköisyys muutetaan biteiksi logaritmikaavalla. Joka tietysti onnistuu koska se on vain toinen tapa sanoa sama asia. (1/100 on 1% so math there.)

ID joko on ristiriitainen tai ei teoria. Sen soveltaminen on enemmän sitä että ensin täytyy olla intuition antama selvä käsitys siitä mitä lopputulosta haetaan. Ja usein todennäköisyysarviotkin täytyy heittää hatusta tukemaan tätä koska argumentatiivisesti hienostuneemmat ja ei epäloogisiksi havaitut menetelmät ovat niin hienoja että niiden vaatimia syntyepätodennäköisyyslukuja ei voida useinkaan selvittää koska maailma ei ole mikään ajatuskoe. Tämä selittää sen miksi edes ID -laitoksissa ei tätä älytunnistusta käytetä. Ja miksi esimerkiksi Kojonen itse ei laskeskele sujuvasti kuinka monta bittiä CSI -informaatiota on luritettuna alkeelliseksi kivikirveeksi epäillyssä kivensirussa, biteiksi muutetussa kuvassa jossa voi olla DNA tai televisiovastaanottimeen tullutta kohinaa tai missä tahansa muussa asiassa. ID -myönteisen Kojosen syynä tuskin on se, että hän ei usko että sitä löytyisi.

tiistai 14. lokakuuta 2014

Miksi on tarpeen puhuan "informaatiosta" ja "datasta" erikseen?

Informaatio -sanalla on usein paljon erilaisia intuitiivisia merkityksiä. Ja tämä vaikeuttaa asiasta argumentointia. Tämä on tarpeen esimerkiksi jos mietitään että mitä ylipäätään tarkoittaa informaation tuhoutuminen. Sillä kun ihmiset puhuvat informaatiosta, he eivät välttämättä puhu samasta asiasta kuin matemaatikko. Ei vaikka fysiikan asiaa sivuavat termit otettaisiin mukaan puheeseen. Informaatiolla on monia asiasisältöjä. Ja tässä tekstissä käsittelen samanaikaisesti niistä muutamaa. Ne ovat minusta relevantteja tai kiinnostavia tai ainakin käytettyjä ajatuksia tässä yhteydessä.

Murtamattoman linnakkeen murtaminen?


Asiaa voi lähestyä ottamalla perustaksi kryptografian. Jos meillä on salainen viesti jonka sisällöstä ei ole tietoa ja meillä on ns. "one-time pad" -salaus, jonka salausavain on täysin satunnainen ja sen jälkeen tämä salausavain tuhotaan täydellisesti, meillä on käsissämme merkkijono jonka viestiä ei voi purkaa millään supertietokoneella. ; Tässä salaisuutena on se, että tämä mainitsemani Vernanin salausmenetelmä on ainut tunnettu salaus jota ei voi purkaa.

Tämä on monista hämmentävää. Sillä kryptografiassa katsotaan ilmiselväksi säännöksi että kaiken voi purkaa. Tämä ajatus leviää sen tyylisissä kirjoissa kuin Dan Brownin "Murtamaton linnake". Tämä johtuukin siitä, että Vernanin salaus on käytännössä hankala. Ja siihen on eimatemaattinen ongelma. Se koskee salausavainen haltuunsaamista. Yleisenä haasteena on se, että jotta tämänlainen salausavain voidaan saada viestitettävän haltuun on käytettävä jotain kanavaa. Ja jos tätä kanavaa voi kuunnella, salausavaimen saa melko helposti haltuun. Ja jos on käytössä täysin 100% luotettava keino välittää avain, voitaisiin tätä täysin turvallista kanavaa tietenkin käyttää myös varsinaisen viestin levittämiseen.

Mutta tämä heikkous koskeekin avaimen jakamista eikä salatun viestun dekryptaamista. Se vaatii avaimen purkamisen. Toki tässä on toinenkin haaste. Kryptografian avulla voidaan nimittäin tarttua viestin purkamiseen sen sisältämien eisatunnaisuuksien kautta. Ja tässä on karkeasti kaksi reittiä:
1: Tartutaan säännönmukaisuuteen lopullisessa viestissä. Tästä hyvä esimerkki on Zodiac -murhaajana tunnetun sarjamurhaajan viestit. Niiden purkamiseen liittyy paljon kunniaa joten moni on valehdellut purkaneensa ne. Mutta osa viesteistä on kuitenkin purettu. Ja tässä on käytetty tietona nimenomaan sitä, että murhaaja todennäköisesti käyttäisi "KILL" -sanaa viesteissään. Murhaaja oli ovelasti lisännyt tunnistamisen vaikeutta tekstiin siten että hän käytti yleisille kirjaimille useaa merkkiä. Ja näin niiden jakaumat tasaantuivat ja viestin sisältöä. "KILL" -sanan toistuminen kuitenkin loi viestiin rakennetta joka voitiin tunnistaa. Näin ollen Vernanin salaus voidaan purkaa jos lopullisen viestin sisällöstä tiedetään valmiiksi riittävästi.
2: Itse salausavaimessa voi olla toistuvuuksia. Jos salaa pitkällä salasanalla jonka sisältö on DADADA, se vastaa kahden merkin DA -salausta. Toki toistuvuuden ei tarvitse olla näin yksinkertaista, matemaatikot puhuvat astetta teknisemmästä konseptista, redundanssista, ja sitä löytyy kirjainmerkeistä jotka arkijärjellä "näyttävät satunnaisilta". (Mistä saa hieman koomisen esimerkin Jeffery Shalitin "Recursivity" -blogista.) Tässä haasteena on se, että avaimen täytyy olla täysin satunnainen ; Sillä sattuma tuottaa todennäköisimmin algoritmista kompleksisuutta jossa ei ole redundanssia ja joita ei siksi voi häviöttä pakata. Ja täysin satunnaisen tuottaminen on haasteellista. Esimerkiksi PRNG -algoritmit tuottavat yleensä hyvin satunnaisenoloisia mutta kuitenkin pitkällä tähtäimellä pakattavissa olevia (siis redundanssia sisältäviä) merkkijonoja. Ja tämän vuoksi Vernanin salaus onkin usein käytännön tasolla purettavaa mallia.

Tämä ei tietysti tarkoita että "murtamaton linnake voidaan purkaa". Sillä jos tarjolla on pääsy täysin satunnaiseen kohinaan, salauksia voidaankin ryhtyä tekemään. Ja tässä tapauksessa kävisi todellakin niin että ei voitaisi tietää muuta kuin korkeintaan viestin pituus. Satunnaiskohina kun voi tuottaa minkä tahansa järjestyksen ja jokainen salausmerkkijono on yhtä epätodennäköinen. Lopputulosta ei voi purkaa. Mistä päästään tavallaan siihen erikoisuuteen josta kirjoitin kun selitin Hitlerin näköistä kissaa.

Tärkein kysymys onkin oikeastaan se, voidaanko "informaatiota" tuhota.

Jos asiaa ajatellaan fysiikan kannalta, moni viittaa siihen että informaatiota ei voi tuhota. Tämä on tavallaan hyvin järkevää siinä mielessä että informaatio voidaan käsittää asioiden järjestykseksi. Ja koska aineen ja energian säilymislaki viittaavat siihen että universumissa tietyt asiat vaihtuvat ja muuttuvat mutta eivät tuhoudu, voidaan todellakin sanoa että muutos ei tuota uutta informaatiota koska järjestys vain muuttuu. "Vanha informaatio tuhoutuu ja uutta tulee tilalle saman verran." Molemmissa on sama universumi jonka samat osaset ovat eri järjestyksessä.

Mutta jos asiaa tarkastelee datan kannalta, on selvää että datan määrä voi vaihdella hyvinkin paljon. On selvää että one-time padissamme käytetty salausavain on fysikaalisessa maailmassa ja sen atomit ja energia säilyy. Mutta hyvin harva uskoo että tietosisällön voisi palauttaa ennalleen siitä savupilvestä joka liekehtivästä salausavainsivusta on noussut. Monet termodynamiikan ominaisuudet nähdään nimenomaan entropiaa lisäävinä ja irreversiibeleinä. (Hyvä kuvaus palautumattomuudesta on vertaus makkarakoneesta. On kone jonka toisesta päästä menee aasi ja toisesta päästä tulee makkara, mutta ei ole konetta jonka toiseen päähän laitetaan makkara ja jonka toisesta päästä tulee aasi. Siis jos emme puhu kaksimielisin metaforin aasien seksistä.)

Informaation tuhoutumista pitääkin tätä kautta miettiä sitä kautta onko Laplacen demoni mahdollinen. Joku voisi ajatella että termodynamiikan toisen pääsäännön mukainen hajeasia ei ole samaa kuin kartoittamattomuus. Voitaiisin kuvitella että universumi toimii deterministisesti tiettyjen sääntöjen mukaan siten että jos tiedetään universumin kaikkien hiukkasten asema ja liikesuunta, voitaisiin tietää sen muutokset muina hetkinä. Tämä tarkoittaisi sitä että savusta itse viestin purkaminen ei onnistu vain siksi että ihminen ei ole Laplacen demoni. Tosiasiassa informaatiota ei siis voisi oikeasti tuhota lopullisesti, vain ja ainoastaan ihmisen kykyjen rajat ovat se oikea este joka estää one-time-padin salausavaimen selvittämisen. ; Mutta aika harva fyysikko uskoo Laplacen demonin olevan relevantti. Ja minäkään en näe. Kvanttifysiikkaa kuvaa indeterminismi. Heisenbergin epätarkkuusperiaate yksinkertaisesti estää tietämästä edes yhden partikkelin liikesuunnan ja sijainnin. (Saati koko universumin partikkeleiden.) Tällöin viestin tuhoutuminen voi olla aivan konkreettinen asia. Viestin salausavaimen voi tuhota niin että mitkään Kuninkaan miehet - Olipa kyseessä sitten Jeesuksen tai Aragornin seuraajat - eivät voi Lilleri lalleria parantaa.

Indeterminismi on siitä kiinnostavaa että se tarjoaa myös täysin satunnaisen lähteen. Joten vaikka tietokoneohjelmat ovat vain Pseudo Randon Number Generatoreita, niin kvantti-ilmiöt ja niihin sidotut asiat voisivat toimia aidon satunnaisuuden lähteinä. Jolloin salausavainkin voitaisiin saada täysin satunnaiseksi. Jota Vernanin salaus yhden kerran käytettävällä viestin mittaisella salausavaimella vaati.

Joten kenties onkin turvallista sanoa että muutos ei tuhoa "informaatiota", mutta sen sijaan tietyt kompositiot ja tätä kautta "data" on jotain jonka määrä vaihtelee. Ja jos data sidotaan algoritmiseen kompleksisuuteen, eli siihen miten epätodennäköinen se on ja miten pitkä algoritminen kuvaus sen tuottamiseen tarvitaan, voidaan jopa sanoa varsin turvallisesti että universumin indeterminismi pumppaa maailmaan koko ajan lisää tätä "dataa".

Kenties tämänlaatuinen pikkuriikkinen pyörittely on yllättävän tarpeen.

Ylläkuvaamani "informaation" ja "datan" jaottelu on tarpeen sen takia että muutoin voi olla hankalaa ymmärtää monia asioita. Esimerkiksi kreationistit aivan tosissaan esittävät että "mutaatio ei voi tuottaa informaatiota koska se vain muuttaa järjestystä". Ja samalla ajatella että "geenin kahdentuminen ei voi tuottaa uutta informaatiota koska sisältö pysyy samana". Voidaan ajatella että tässä hypitään käsitesisällöstä toiseen. Että ensin puhutaan "informaatiosta" jossa mutaatio on muutos. Ja jossa "dataa" kuvaa se että informaatio toistaa tietyn algoritmisesti kuvatun sisällön.

Ajatuksen omituisuutta ei ole vaikeaa näyttää. Jos meillä on sana "HAIKALA", sen muuttaminen "HAIKARA":ksi todella muuttaa yhden sanan toiseksi. "HAIKALA" tuhoutuu ja "HAIKARA" ilmestyy. Toisaalta jos kirjoitamme "HAIKALA HAIKALA", se ei tunnu lisäävän mitään olennaista uutta tietoa. (Teknisesti se itse asiassa tuottaa. Kolmogorov -kompleksisuus kasvaa pikkuriikkisen ja tämä voidaan nähdä ajatuksena että toistojen lukumäärä itsessään on tietoa siitä montako toistoa on. Mutta ignoroikaa tämä pikkudetalji.) Mutta jos me teemme ensin muutoksen "HAIKALA HAIKALA" ja sitten teemme muutoksen "HAIKALA HAIKARA" voimme huomata että lähtöasema "HAIKALA" pitää sisällään lisäsanan "HAIKARA" ilman että "HAIKALA" on tuhoutunut prosessissa.

Tämän taikatempun ymmärtäminen voi olla haasteellista, ellei huomaa että "järjestyksen pituus" ja "järjestyksen kompositio" ovat itse asiassa hieman eri asioita. Ja kun "informaatio" -sanaa käyteään yleisterminä nämä menevät helposti sekaisin ja syntyy ekvivokaatioita. Ja siksi oli kenties syytä polttaa yksi salausavain heittämällä se korkeasti radioaktiiviseen säteilyyn.

keskiviikko 15. tammikuuta 2014

Esitieteellistä määrittelyä

"Sensuous Curmudgeon" -blogi huvitteli Casey Luskinin tuoreelle intoilulle. Luskin on löytänyt tietoonsa kalliomuodostelman joka muistuttaa yllättävän paljon kättä. Tätä kautta hän nostaa esille sen, miten hienoja todisteita ID:stä löytää. Luskin on sanonut suoraan, että: "If you’ve ever been to an introductory lecture on intelligent design by an ID advocate, there’s a good chance that you saw Mt. Rushmore invoked as a classic example of a structure in a natural setting that provokes an inference to design. These sort of illustrations are often used to help us understand how we make design inferences." Kalliokin on hänestä nimenomaan Suunnittelua heijastava ; "Whatever the artistic interpretation, it’s a structure we immediately recognize as designed. We can recognize it as such because it exhibits high levels of specified complexity. It has an unlikely shape (making it complex) that precisely matches a pattern - that of the human hand (making it specified)." Tässä Luskin peräti korostaa, että ei ole väliä sillä, että kalliomuodostelma on syntynyt rapautumalla. Koska se on vain metodi, jota Suunnittelija on käyttänyt.

Toki tämä johtaa hieman noloihin kysymyksiin siitä, että miksi evoluutiokritiikki sitten on niin oleellinen osa Designin havaitsemista luonnossa, kun rapautuminen eli luonnollisen prosessin havaitseminen kallioesimerkissä kerran ei haittaa. Se herättää kysymyksen siitä, että jos analogisuus käden kanssa on on analogiapohjainen, niin toimiiko se analogia jos käsi olisi luonnollisesti syntynyt ja jotain jota monet erilaiset luonnolliset prosessit voisivat tuottaa uskottavalla todennäköisyydellä. (Kun otetaan huomioon miten monta rapautumiskalliota maailmassa on, niin olisi kohtuu todennäköistä että edes yksi niistä muistuttaisi kättä.) Toisaalta tämä ilmituo klassista dilemmaa joka ID:ssä toistuu joka kerta. Nimittäin se, että ID esittää toistuvasti falsifiointikriteerikseen sen, että jokin näyttää spesifiltä kompleksisuudelta ilman että se on Suunniteltu. Mutta kun vastaesimerkki löytyy, niin ID:n puolustaja voi aina todeta, että Suunnittelua on vain löydetty yllättävistä paikoista. Sen ja monia muita kysymyksiä tulee mieleen. Mutta en ota näitä sen enempää, sillä ne ovat sivujuonne eivätkä pääasia.

Someone is not even wrong on the internet
.

Näkisin kuitenkin, että tässä on muistutus jostain. Nimittäin siitä että ID on eräällä tavalla psykologisesti osuva kuvaus arkiajattelusta. Se kertoo miten teemme päätelmiä siitä että jonkin takana on älyllinen vaikuttaja ("how we make design inferences"), mutta ei sitä ovatko nämä päätelmät valideja ja tieteellisesti perusteltuja ("how we should make design inferences").

Jos nimittäin lähestytään määritelmien filosofiaa, voimme huomata että ID:n soveltama CSI (kompleksi spesifi informaatio) on prototyyppimääritelmä jonkalaiset ovat tyypillisiä esitieteelliselle ajattelulle - eli taikauskoille, esiparadigmaattisessa vaiheessa oleville intuitiivisille ajatuskyhäelmille ja pseudotieteille. Miksi palaneissa leivissä näyttävät Jeesukset ovat vakuuttavia monille. Miksi kummitusten kannattajat näkevät naamoja heijastuksissa ja pitävät tätä merkkinä siitä että paikalla kummittelee älykäs kuolleiden henki.

Filosofit kutsuvat ID:n määritelmämallia nimellä ostensive definition. Siinä lähdetään siitä että otetaan jokin kohde, ja viitataan että se edustaa jotain. Ja tämä jotain määrittyy tämän viitatun kohteen kautta. Siinä sanotaan esimerkiksi, että "Design on kuin kädenmuotoinen kallio". Tästä usein jatketaan johonkin jota määritelmien filosofit kutsuvat nimellä extensive definition, jolloin näistä viitatuista kohteista tehdään lista ja kutsutaan samaan listaan kuulumista "jollain lailla analogiseksi".

Tämänlainen osoittelu on tyypillistä arkiajattelulle, mutta sillä on hyvin vähän tilaa missään kunnollisessa tieteessä tai filosofiassa. Niissä kun harrastetaan teoreettisia määritelmiä, sellaisia joissa on attribuutteja, kriteeriattribuutteja. Silloin puhutaan todentamisesta, peittävän lain mallin mukaisesta induktiosta, välttämättömistä ehdoista, riittävistä ehdoista ja niin edespäin. ; Itse asiassa tieteenteossa osa tutkimusprosessia on se, että havainnot kumoavat joitain teoreettisia määritelmiä, jolloin niitä täytyy kohdentaa ja muuttaa. Ilman teoreettista määritelmää asia ei ole tieteellisesti kiinnostava ja tutkimuksen kannalta relevantisti tehty. Nämä määritelmät ovat ympäripyöreitä ja tyhjiä siihen tapaan että oikeastaan ne eivät ole edes vääriä. (Ollakseen virheellinen, teorialla pitää olla jotain ansioita, kuten periaatteellinen falsifioitavuus, mallintavaa sisältöä jne.)

ID ei ole lähtenyt tälle tielle. Sen sijaan se on valinnut Paleyn kelloseppäargumentin soveltamisen tietyllä tavalla ; Ajatus on se, että löydämme taskukellon kivien seasta, osoitamme sitä sormella ja sitten sanomme että on jokin tunnelma siitä että ihmiset ja kovakuoriaiset kuuluisivat samaan joukkoon. Analogia sormella osoitettuun on selvästi liitoksissa edellämainitsemiini esitieteellisiin määrittelyihin. (Jotka ovat psykologisesti vetoavia, siis asioita huonosti reflektoiville idiooteille.) Siksi on ymmärrettävää, miksi ID:n käyttämässä analogiamallissa on omituista rikkonaisuutta jota ei pysty kiertämään.

CSI -argumentaatiossa on toki yritystä tähän, mutta sen kohdalla on kysymys eliminatiivisesta määritelmästä joka ei onnistu kiertämään tätä. Syynä on se, että jo valitessaan eliminatiiviseen filtteriin kolme noodia, tehdään syviä oletuksia.
1: Lainmukaisuus ja sattumahan pitää eliminoida ja Design on eimääritelty jämäryhmä. ; Designille ei anneta teoreettista mallia, joka on todiste siitä että esitieteellinen määrittely kuvaa oleellisesti lähestymistapaa.
2: Siinä oletetaan että maailma koostuu näistä kolmesta osiosta, eikä muista. Näin tehdessä korostetaan käytännössä väistämättä Designin yliluonnollisuutta. Tai sitten luonnollinen prosessointi joudutaan määrittelemään hyvin vahvasti uudella tavalla niin että valtaosa klassisesta yliluonnollisesta määrittyy "aliluonnolliseksi bara normaliksi"
3: Siinä oletetaan että Design todella jää jäljelle eliminoinnista, eli siinä premissoidaan suoraan, että Design ei ole sattuman, lain tai niiden yhdistelmän sisällä. Tätä ei todisteta, se oletetaan.
4: Ja siinä itse asiassa oletetaan väkisin että Suunnittelu ei ole tyhjä ryhmä. (Tätä ajatusta tukee sekin, että Dembski viittaa toistuvasi siihen että kolmogorov kompleksisuus on oleellisesti liitoksissa hänen Design -päätelmässään. Tässä mallissa on sen aksioomissa suoraan se, että tyhjän joukon todennäköisyys on nolla. Mutta asia on selvää ilmankin.)
5: Jeffrey Shallit on huomauttanut, että todennäköisyysarvio on oleellinen osa Dembskin mallia. Eliminointia kuvataan paljon, siihen palataan toistuvasti, mutta sitä ei koskaan käytetä kunnolla. Eliminointi on siis prosessina jotain jota ei tehdä, vaan enemmän sanotaan että jos eliminointi tehtäisiin huolellisesti, tulos olisi jotain. Joka ei ole perustelemista vaan väittämistä. Asia muuttuu huolestuttavammaksi, koska eliminointimallin ulkopuolella viitataan kolmogorovin malliin, jota kautta kompleksisuutta ja spesifiyttä yritetään lähestyä ikään kuin "design -analogian tunnuspiirteen kautta". Tämä vaatii kuitenkin arviointipreferenssi Omegan (Ω), jota Dembski ei kykene antamaan. Todennäköisyysarvioitakaan ei siis tehdä.

Loppukaneetti : Talk to the hand

Kokonaisuus viittaa siihen, että ID peittää esiparadigmaattista taikauskoista säätämistään sivistyssanahumpalla, joiden lähemmässä tarkastelussa lähinnä korostuu se, miten monta tyhjää väitettä ja premissiä ID -päättelyketjussa kaiken kaikkiaan on.
1: Suoraan sanoen asia on vielä pahempi. Mainitsemani listan kohdat kombinoituvat keskenään valtavaksi romahdukseksi : Nojataan eliminointiin jota ei tehdä vaan väitetään tehdyksi. Design määritellään eityhjäksi joukoksi joka eroaa luonnollisista malleista vaikka designiksi väitettyjen piirteiden kilpaileva selitysmalli esittää niiden olevan luonnollisia. Ja "Design inferencen" peruslähtökohdan pitäisi olla sen selvittäminen onko se sitä vai ei sen sijaan että oletettaisiin suoraan, että se on ja sitten määriteltäisiin se post hoc sellaiseksi.

Siksi on selvää että kysessä on malli jossa enemmän tulkitaan arkipsykologisesti että kädenmuotoinen kallio on suunniteltu samalla tavalla kuin Mount Rushmore "koska se näyttää siltä". "Koska se meistä näyttää siltä" ei kuitenkaan ole tiedettä, se ei ole edes aloitelma tutkimusohjelmalle. ID on solmussa ja kesken. Ja kun samoja juttuja toistetaan sen parissa vuodesta toiseen ilman että jutut kehittyvät muuten kuin "valikoitujen ad hoc -argumenttien osalta" voimme päätellä että se on jollain ylittämättömällä tavalla kesken.

Koska en jaksa saman jauhamista, etenkään jos se mitä jauhetaan on paskaa, en koe kovin mielekkääksi keskustella ID:istien kanssa. He toistavat jotain joka on jo heidän kirjoissaan - tosin he toistavat sitä huonompilaatuisena ja epäselvemmin.

lauantai 31. maaliskuuta 2012

Harakan hutut

Shallitin "Recursivity" -blogissa on juttu joka käsittelee (hyvin kevyesti ja pinnallisesti) informaatiota. Sen ytimessä on Intelligent Designin kannattajan esitys jonka mukaan evoluutikoiden informaatiokäsiteargumentit ovat väärässä koska "misunderstands what is meant by "new information"." Kun argumentit esimerkiksi käsittelevät sellaisia asioita kuin Kolmogorov kompleksisuutta on tämä jo lähtökohtaisesti väärin.

Tämä on olennaista koska kreationistien ajoista lähtien on ollut olennaista poistaa geenien kahdentumisesta tuleva informaatiolisä ; Klassinen argumentti kun on että rappeutuminen on ilmiselvä tai vähintään evoluutio mahdotonta koska muutos muuttaa informaatiota jolloin vanha tuhoutuu ja kahdentuma toistaa informaatiota eikä lisää sitä.
1: Tämän klassinen huomautus on että jos ensin kahdennetaan informaatio, ei kenties rakennu uutta informaatiota, mutta jos toinen näistä kopioista muuttuu niin informaation muutos ei tuhoa vanhaa. Ei tästä kuitenkaan sen enempää.

Informaatiopuolustus perustuu siihen että ei käytetä klassisia informaatiokäsitteitä kuten Shannonin tai muiden vastaavien informaatiokonsepteja. Ratkaiseva muutos on intuition ja arkijärjen käyttö ; "There must be some sense of the word "information" in which another copy of the same sentence does not add information. It may not be true of Kologorov information, but it seems true of what most people (even most scientists) think of information. Is there a way to reconcile these two different ideas? Has Kolmogorov's definition failed to correctly formalise our intuitive concept of information? (GASP!)" Eli jos Kolmogorovin mallissa informaatio voikin toistuessaan kasvaa, niin se on enemmänkin tämän informaatiomallin ongelma.

Shallit toki nappaa tieteellisen keskustelun kannalta olennaisen yksityiskohdan. "If Kolmogorov complexity does not capture your notion of information, then it's up to you to provide a rigorous definition for discussion and debate. So far what creationists do is rely on our informal notions, which are vague and inconsistent." Eli vaihtoehtoisia informaatiomalleja vaivaa se, että niissä on voimakkaita heikkouksia ; Niissä on sisäisiä ristiriitaisuuksia tai muita ongelmia. Informaatioteorian tiede ei ole siksi niiden kautta edes mahdollista. Kolmogorovin ja Shannonin teoriat ovat sentään eheitä ja käyttökelpoisia malleja, ja itse asiassa ne ovat juuri sitä mitä informaatiotieteissä tarkoitetaan kun sanotaan sana "informaatio".
1: Ihan oikeasti ; Jos käytetään muuta sanaa tarkoittamaan informaatiota, itse asiassa tavallaan valehdellaan ; Informaatio on tieteellisen kuuloinen sana joka tuo mukanaan tieteen karisman. Tämä on ansionriisuntaa ; Ekvivokaatiolla yritetään kätkeä se tosiasia että oma malli on viallinen ja epätieteellinen. Sanan kirjainjärjestyksen kopioinnissa ei kopioida tieteellistä konseptia sanan takana vaan mielikuvat. Tästä onkin mainio lausunto Shallitin blogauksessa "Yes, well, that's the thing, isn't it? Kolmogorov's theory is clearly defined and usable, whereas our "intuitive understanding" is vague, contradictory and inconsistent between different persons. Thus, if we use Kolmogorov, we can check each other's work and see if mistakes have been made, whereas if we use "intuitive understanding" all we are left with is seeing who can shout the loudest."

Mutta jos oletetaan että liikutaan intuitioargumentaation maailmassa, jolloin matemaattinen konsepti on "jäljessä" eli ideana on se että intuitiota vastaavaa teoriaa informaatiosta ei ole ja tämänlaista yritetään kehitellä. Tällöin joustavampi filosofiointi on mahdollista - toki sen sisällä on tunnustus "meillä ei ole mitään mallia teille, ollaan vielä esitieteellisessä vaiheessa tämän ideamme kanssa", mutta tämä onkin enemmänkin lähtökohta josta yritetään kehittää tilannetta eteenpäin kuin lopullinen epäonnistuminen.

Mutta valitettavasti edes tällöin toistuvuuskonsepti ei toimi juuri ollenkaan.

Toisteisuuden kohdalla on kuitenkin selvää että intuitio nimen omaan kertoo että toisteisuus voi tuoda lisää informaatiota. Tämä on itse asiassa olennaisena osana monessakin asiassa. Jos intuitio otetaan argumentiksi itsessään on varsin perusteltua sanoa että esimerkiksi englantilainen levinnyt harakoiden lukumäärään liittyvä lastenloru "One for Sorrow" heijastelee arkijärkeä. Lukumäärä voi todellakin lisätä tietoa.
1: Koska virallinen versio on toistuva, voisin esittää erään omituisimman tietämäni version/mukaelman tästä runosta ; "One for sorrow; / Two for joy; / Three for a girl; / Four for a boy; / Five for silver; / Six for gold; / Seven for a secret never to be told; / Eight you live; / Nine you die; / And youll never learn the reason why." Tässä runossa on mukava henki joka lisää riemua lastenkamareihin ja kaikkialle muuallekin missä sitä kertoilet. Kunhan yleisöllä vain on englannintaito hallinnassa, tämän runon lausuminen pehmeällä äänellä yöllä jossain baarissa itähelsingissä voi olla jopa karismaattinen aktio.

Jos tämänlainen lukumääräkonsepti tuntuu "intuition raiskaamiselta" jossa on enemmän kyse taikauskosta, niin informaatiota voidaan levittää intuitiivisesti esimerkiksi siten että oletetaan että sinulla on kassakaappi jossa on kaksi numeroa. Voit laittaa kirjainjonon "111111" joka kertoo että ensin pitää kiertää 1 ja sitten 6. (Tai vaihtoehtoisesti jos siinä on vain "6" niin voit kääntää "6-1". Lukumäärä voi selvästi lisätä tietoa asioista.

Lisäksi niinkin olennainen asia kuin ruuanlaitto pitää usein sisällään idean jossa toisto nimenomaan tekee eroja. Esimerkiksi kakkua leipoessa on merkitystä lukeeko reseptissä "1 muna" vai "2 munaa". Hyvin monesti arkinen ja intuitionmukainen ajatelu kertoo että lopputulos vaatiikin nimenomaan sitä että lukumäärällä ja toistolla on ratkaisevasti väliä. "Kokkausmetaforan" ja vastaavien taas voidaan katsoa olevan olennaisia kun mietitään vaikkapa sitä miten Jumala on "leiponut" ihmisen. (Joissain kansanperinteissä Jumala itse asiassa tekee juuri näin, leipoo ihmisen esimerkiksi savesta.)

On varsin ilmiselvää että intuitionkin mukaan toisteusuus nimenomaan lisää informaatiota. Tämä näyttää miten syvästi denialistinen kreationismi on ; Perimmäinen ainut perustelu on presuppositionistinen asenne hengessä "Kahdentuminen ei saa lisätä informaatiota koska muuten evoluutio voisi toimia, mikä on mahdotonta koska "Raamattu" ja ehdoton vakaumukseni - so there, evolutionists."
Kuvassa on harakanpesä, joka on tuoreesti ilmestynyt bloggaajan pihamaalle. Pesässä sekä oksien että harakoiden lukumäärällä on väliä. Se on se olennainen ero.

lauantai 16. tammikuuta 2010

Informaatiota ja hämmennystä.

Informaatio on varsin mielenkiintoinen termi. Moni ajattelee tietävänsä mitä se tarkoittaa, siihen viitataan hyvin monenlaisissa tilanteissa. Sille on kuitenkin monia hyvin erilaisia määritelmiä, ja toisen systeemin informaatio ei välttämättä ole toisessa systeemissä informaatiota. Kreationisteista elämässä on informaatiota, ja että tätä ei voi tuottaa muuta kuin älyllä. "He eivät osaa." Tässä ei ole oikeastaan mitään uutta tai mielenkiintoista.

Mutta prosessissa voidaan kuitenkin oppia myös jotain uutta informaatiosta ja sen eri määritelmistä. Tämä on minun tämän viestin varsinainen sisältö, kreationismi on vain koristelua. Viittaan tässä kahteen eri käsittelyyn, jotka ovat informaation kannalta opettavaisia. (Jos haluat kinata kreationismista, suosittelen että kommentoit varsinaisten maestrojen luo.) Pääsyy tähän nakutteluun on se, että filosofinkin pitää hieman osata informaatiosta, koska siihen viitataan monissa eri tilanteissa. Esimerkiski teorioiden informatiivisuuden arvioinnista käydään jonin verran keskusteluja.

Otan ensin esiin Jeffrey Shallitin kritiikin, joka kohdistuu Intelligent Designin kannattaja Stephen Meyerin lähestymistapaan asiaan. Shallitista Meyer käyttää monia erilaisia informaation määritteitä, ja tätä kautta syntyy vääriä rinnastuksia. Eri asioita väitetään samaksi asiaksi. Shallit on kaivanut esiin informaation eri käsitteetä ja esittää ne seuraavalla tavalla:
1: Shannonin informaatio on sidottu todennäköisyyteen. Se tarkoittaa epävarmuuden poistamista ja se tarkoittaa entropian, hajeen, vähenemistä. I= -log2p, jossa p on todennäköisyys. Tässä objektin syntytodennäköisyys täytyy tietää tarkasti jotta voimme laskea sen sisältävän informaation. Useissa käytännön tilanteissa on monia eri vaikutussuhteita ja todennäköisyyden arviointi on vaikeaa, ja aina se ei ole edes mahdollista. Esimerkiksi sääennusteita tai ravituloksia ei voi laskea eteen eikä taaksepäin vuosiksi eteenpäin, ja niiden arvioinnissa joudutaan rajoittumaan hyvin rajallisiin ennustusalueisiin.
2: Kolmogorovin mallissa ei taas puhuta lainkaan todennäköisyyksistä. Siinä informaatio on merkkijono joka on suhteessa johonkin universaaliin laskentamalliin. Informaation määrä on lyhimmän ohjelman P ja syötteen I pituus, joka tuottaa ulos halutun merkkijonon x, kun ohjelman P sisään laitetaan syöte I.
3: Merkitys taas on subjektiivista. Sillä ei ole mitään tekemistä kummankaan yllä olevan kanssa. Esimerkiksi sanalla "yes" on hyvin lyhyt mitta, mutta sillä on silti paljon merkitystä ihmisille. Tämä on subjektiivinen sopimus. Shannonin ja Kolmogorovin mallit ovat matemaattisesti vahvalla pohjalla, mutta esimerkiksi sanojen merkitystä on vaikeaa arvioida sen matemaattisten ominaisuuksien kautta. Shallitin mukaan sana "Uazekele" voi näyttää roskalta, mutta Lingala -kielen osaaja voisi silti vastata siihen että "Mbote", koska hänelle sen takana on tehty sopimus siitä mihin viitataan. Merkitys on kielessä, ja kieli on itse asiassa mielivaltainen sopimussuhde. Voin perustaa oman keinotekoisen kielen jossa mille tahansa merkkijonolle on tietty merkitys. Algoritmisesti kompleksinen satunnaismerkkijono voi tarkoittaa "kissaa" ja algoritmisesti matalasti kompleksinen toinen jono "koiraa". Merkin todennäköisyyttä ja entropiaa, pituutta tai muuta ominaisuutta, jopa merkistön laajuutta, voidaan valita aivan miten tahansa. Tätä kautta määritelmä on matemaattisesti subjektiivinen.

Shallit esittää että Meyer vaihtaa useita erilaisia tapoja aina tilanteen tullen. Kun informaatio tarkoittaa yhdessä yhtä ja toisessa kohdassa jotain toista, on kyseessä ekvivokaatio joka kätketään matemaattisella kielellä arki -ihmisiltä. Argument of technobabble siis piilottaa sen että sanalla tarkoitetaan eri tilanteissa aivan eri asioita ja niitä kuitenkin käytetään argumenteissa kuin ne olisivat aivan samoja. Tarkkaavainen huomaa että ne ovat hyvin erilaisia, jopa keskenään ristiriitaisia. Eri asioista tehdään sama asia kätkemällä logiikkaloikka sillä että käytetään hienoja termejä. Tämä menee jossain tapauksissa läpi jopa ammattifilosofeihin, koska he eivät ole informaatioteoreetikkoja.

Ja vielä yksi.

Tämä ei tietysti ole uutta. Esimerkiksi Mark Chu-Carroll kirjoitti toisesta hyvin vastaavasta tapauksesta. Informaation nimi ja lähestymistapa on erilainen, mutta sen takana on toinen Intelligent Designisti, William Dembski. Hänen CSI(Complex Specified Information) -käsitteeseensä liitettiin tällä kertaa keskeinen matemaattinen käsite computability. Computability liittyy tiiviisti siihen että onko olemassa algoritmi jolla jokin haettu ongelma voidaan ratkaista. (Tämä on jälleen erilainen lähestymistapa, ja otan sen siksi esiin.)

Tässäkin kikkailun takana ovat sisällöltään erilaiset - jopa keskenään ristiriitaiset - määritelmät ja niiden välillä vaihtaminen. Väite kaatui tällä kertaa asiaan, joka ei välttämättä ole ilmiselvä! Itsekin olen tehnyt tässä kohden virheitä. Laskennalliset keinot voivat helposti tuottaa non-computable -tilanteita! "The fundamental example, the first example, the most canonical example of un-computability that anyone who studies computation knows about is called the halting problem. The whole point of the halting problem is that you can easily create a program which generates non-computable results!" ... "That's also part of what Gödel did. He showed a mechanical process by which you can trick any sufficiently powerful formal system into producing problematical statements. You don't even need to understand the system. I can write a program which takes a description of a formal system as input, and generates the series of steps to produce a Gödel statement for that system. So the claim that Gödel proved that you can't generate uncomputable things by a computable mechanism is complete nonsense - in fact, it's the opposite of what Gödel proved."

Chu-Carroll viittasi että tähän liittyen käytössä oli myös paljon määritteitä jotka olivat keskenään ristiriitaisia. Kun näiden välillä vaihdetaan, saadaan mistä tahansa näyttämään informaatiolta, mutta tosiasiassa ristiriitaiset elementit tarkoittavat myös sitä että sitä ei aktuaalisesti voi olla, koska haetaan jotain joka on ikään kuin samanaikaisesti sekä vaaleanpunainen että näkymätön.

Kaiken kaikkiaan näitä lukiessa minulle tuli tietysti hyvin nostalginen olo. Sillä Elsberry ja Shallit kirjoittivat jo vuonna 2003 siitä miten erilaisia määritelmiä rinnastetaan kuin ne olisivat samoja. Ja keskenään ristiriitaisia määritelmiä sovelletaan aina sen mukaan mitä halutaan missäkin todistaa:

"Despite his insistence that his "program has a rigorous information-theoretic underpinning" [19, p. 371], CSI is used inconsistently in Dembski's own work. Sometimes CSI is a quantity that one can measure in bits: "the CSI of a flagellum far exceeds 500 bits" [17, p. 178]. Other times, CSI is treated as a threshold phenomenon: something either "exhibits" CSI or doesn't: "The Law of Conservation of Information says that if X exhibits CSI, then so does Y" [19, p. 163]. Sometimes numbers or bit strings "constitute" CSI [17, p. 159]; other times CSI refers to a pair (T:E) where E is an observed event and T is a pattern to which E conforms [19, p. 141]. Sometimes CSI refers to specified events of probability / 10^150; other times it can be contained in "the sixteen-digit number on your VISA card" or "even your phone number" [17, p. 159]. Sometimes CSI is treated as if, like Kolmogorov complexity, it is a property independent of the observer - this is the case in a faulty mathematical "proof" that functions cannot generate CSI [19, p. 153]. Other times it is made clear that computing CSI crucially depends on the background knowledge of the observer. Sometimes CSI inheres in a string regardless of its causal history (this seems always to be the case in natural language utterances); other times the causal history is essential to judging whether or not a string has CSI. CSI is indeed a measure with remarkably fluid properties! Like Blondlot's N-rays, however, the existence of CSI seems clear only to its discoverer."1
1 "17" = Dembski, "Intelligent Design: The Bridge Between Science & Theology" (1999) & "19" = Dembski, "No Free Lunch: Why Specified Complexity Cannot Be Purchased Without Intelligence" (2002).

perjantai 16. lokakuuta 2009

Tupla ja kuitti?

Jeffrey Shallitin blogauksessa "Test Your Knowledge of Information Theory" on sivumennen mainittu mielenkiintoinen asia, joka koskee kahdentumista ja sen vaikutusta informaatioon. "if x is a string of symbols, is it possible for xx to contain more information than x?"
Kysymyksiä oli tietysti muitakin. (Mutta ne eivät kuulu tähän aiheeseen.) Myöhemmin paljastuu, että "The answer to each question is "yes"."

Tämähän on siitä hauska asia, että jos meillä on merkkijono "1" ja merkkijono "11111111111" on jälkimmäinen pitkä ja säännönmukainen. Sen ilmaisussa on käytetty paljon bittejä, joten karkeasti se on "pitkä". Toista kautta ajatellen se esittää epätodennäköisen tilan, ja yhdellä tavalla ajatellen informatiivinen. Tässä kahdentuminen lisää informaatiota, kunhan kyse on siitä informaation määrittelystä, johon viittasin aikaisemmin naputellessani "Vegasin noppaihmeistä". Kahdentaminen siis lisää informaatiota. Tämä on tietysti vähän tylsää, arvattavaaa.

Kuitenkin Shallit on toisaalla viitannut myös siihen, että vaikka puhuttaisiin Kolmogorovin kompleksisuudesta, eli algoritmisesta kompleksisuudesta, jonon xx kompleksisuus ylittää jonon x kompleksisuuden äärettömän monella jonolla x. Toisin sanoen, yksinkertainen ohjelma joka kahdentaa merkkijonoja, joka siis tekee x:stä xx:n lisää informaatiota siinä muodossa miten Kolmogorov sen määritteli. Jos kahdentamista sovelletaan tuloksiin uudestaan, voidaan informaatiota kasvattaa tästäkin.

Syynä on tietysti se, että vaikka algoritminen kompleksisuus käsittelee juuri rakenteita, ja suuri toiston määrä tekee merkkijonosta tiivistettävän, toistojen tiivistyksen jälkeen se on kuitenkin kompleksisempi kuin ennen kahdentumista.

Tähän saadaan ymmärrystä hieman "arkiajattelunkin kautta" : Jos meillä on merkkijono, meillä on vain se. Jos me kahdennamme, meidän täytyy tietää mitä kahdennetaan ja montako kertaa. Kahdennettava osuus ei muutu, mutta "montako kertaa" -osuus tarvitaan. Mukana on siis tavallaan tieto siitä että jotain on useampia kappaleita, ja tämä itsessään on informaatiota.

Kielessä itse asiassa tapahtuu hieman samanlainen, ei siis missään mielessä identtisesti sama asia monikkomuodon lisäyksessä. "Kissasta" tulee "Kissoja". "Kissa" "Kissa" ... "Kissa" "Kissa" lyhenee, mutta jäljelle jää se monikon liite. Esimerkki luultavasti selventää hieman sitä mistä on kyse, vaikka korostan että tämä ei ole sitä "ihan oikeaa informatiota", vaan analoginen tilanne.

Toinen "arkielämän kielellisesti" ymmärrettävä asia voi olla vaikkapa se, jonka blogauksessa kommenteissa esitti Kari Tikkanen: "Wholesaler sends 437 Hamlets to a bookstore and there sales(wo)man asks boss: -What is the secret password to contact wholesaler's main computer? Boss:-Calc the number of copies we got.."

Se, mikä tässä on luultavasti hämäävää on se, että merkkijonon pituus kasvaa enemmän kuin kompleksisuus. Kun ihminen näkee pitkän rivin "X":ää, hän todennäköisesti kiinnittää huomiota siihen miten paljon hän voi sitä pakata. Että esim. "10X", onpa lyhyt. On kuitenkin pidempi kuin "X". Pitää katsoa arviota alarajasta (jota ei usein saada tarkasti tietoon, vaan vain ainoastaan arvio). Algoritmista kompleksisuutta arvioitaessa ei tavallaan kiinnosta "paljonko rivissä on tyhjää" vaan paljon se vaatii kun "ilmat on otettu pois".
X ei tässä viittaa mihinkään ihmisten sukupuolikromosomeihin. Päätelmät naisten ja miesten informaatioiden erosta eivät siis ole mitenkään keskiössä.

sunnuntai 13. heinäkuuta 2008

Märehtimistä: rumin antia

"En etsi valtaa loistoa / En kaipaa toistoa, toistoa, toistoa..."

MTT:n leivissä - oikein "toimihenkilö" -leiman alle asetettuna lapiointikoneena - on tärkeätä seurata rutiinia. Kun sitä seuraa, koko ajan on hoppu, mutta ei ikinä kiire. Rutiinista poikkeminen taas johtaa koko "ruoki, punnitse, leimaa" -rakennelman romahtamiseen. Elämäni on siis hieman kuten keskiaikaisten munkkien elämää, jossa ruokailut, kopioinnit ja rukoukset oli tarkasti ajoitettua.

Toistoa esiintyykin monessa asiassa:

1: Hengellisyys ; mietiskely: Munkeille tärkeä asia oli ruminaatio. Sillä tarkoitettiin päivän mietelauseen tai Raamatunkohdan miettimistä. Kun lausetta mietiskellään hiljaa omassa mielessä, kliseinenkin hokema saa joskus uusia näkökulmia. Ruminaatio tuli märehtimistä tarkoittavasta sanasta, naudathan ensin jauhavat ruohon pötsiin, jossa bakteerit hajottavat kuituja, joka palaa takaisin suuhun pureksittavaksi, jonka jälkeen hienoksi jauhautunut rehu mahtuu eteen päin. Munkkienkin ruminaatiossa tärkeää oli se, että lause osattiin jo valmiiksi, sen mietiskely toi jo syötyyn uutta pontta. Hieman samanlainen ilmiö on tietenkin itämaiset mantrat. Kun mantraa hokee, saavuttaa valaistuneen tilan. Kuitenkin itämainen hoettu mantra ei ole tavoite syvempiin uusiin ideoihin ja näkökulmiin, vaan ylemmän henkisen mielentilan saavuttamisen välineenä. Siksi mantroja ruminaationkaltaisempia ovatkin japanilaiseen ZEN -filosofiaan kuuluvat koanit. Koan on kysymys, jonka mestari esittää oppipojalle. Se voi olla esimerkiksi "Minkälaiset kasvosi olivat ennen äitisi syntymää." Kun oppilas pohti, hän saattoi keksiä erilaisia vastauksia, kunnes lopulta hän tajusi kenties sen että kysymys oli mieletön. Toisin sanoen tässäkin on eroja länsimaisuuteen nähden: Länsimaissa arvostettiin analyyttistä tietoa, kun koaneissa keskitytään olemisen taitoon, jossa tärkeällä sijalla on se, että erilaisiin analyyttisiin luokitteluihin sitoutuminen johtuu elämän pelosta; Siksi ZEN -filosofit saattavat esimerkiksi tarjoilla viuhkoilla tai käyttää sitä muuten "ei perinteisillä tavoilla". Ja siksi he saattavat kysyä tulitikkuaskia ravistaen että "Mikä tämä on?" Kun joku vastaa että "tulitikkuaski", Zen -mestari voi vaikka heittää tulitikkuaskilla päähän ja sanoa että se ei ole mikään äännerykelmä. Länsimaissa tälläistä analyysiä pidetään tietona, joka taas on valtaa tai ainakin tavoittelemisen arvoista.
2: Opiskelu ja taitojen hankinta: Länsimaissa "Kertaus on opintojen äiti". Tämä taas viittaa siihen kuinka asia tulee ensin opetella ulkoa, ja sitten se pitää vielä tämän lisäksi sisäistää. Muistamiseen ja ymmärrykseen tarvitaan kertausta. Näin koulutus on länsimaissa erittäin toistokeskeistä. Opiskelijat asettuvat pakotettuun ruminaatioon, ensin tieto "päntätään", ja sitten se sisäistetään siten että se ei enää ole mekaanista muistamista, vaan ymmärrystä. Tietenkin toistoja tarvitaan myös taitojen opiskelussa. Miekkatekniikoissa mekaaninen taito tulee vasta toistojen kautta. Eikä minkä tahansa toistojen, vaan nimen omaan sellaisten toistojen, joissa tilannetta mietitään ja siihen asennoidutaan oikein.
3: Aivopesu, Ruminaatio on munkkien mietiskelymetodin lisäksi myös vauvojen vaiva, jossa he pulauttavat syömäänsä ruokaa pihalle. Tämä ei ole niin positiivista, ja toistokin on joskus myös oppimista - tai muutoin - haittaava asia. Esimerkiksi monien uskonnollisten kulttien sisällä tiettyjen asioiden jatkuva toistaminen yhdessä on loistava keino, joka johtaa siihen että käytännössä kulttiin kuuluva assimiloi minkä tahansa asian. Maailmankuva ei enää voi kehittyä ja muuttua, ainut mikä voi tapahtua, on syvempi sitoutuminen kulttiin. Samoja elementtejä on tietenkin myös aivopesussa ja populistisissa poliittisissa puolueissa. Iskulauseet lujittavat näkemykseen, ja kun niitä toistetaan monen voimin ja usein, siitä tulee kuin totuus.
4: Päähänpinttymissä: Erilaiset pakkoajatukset ja toiminnat liittyvät lujasti neurooseihin. Esimerkiksi jos henkilön täytyy tarkistaa 10 kertaa, että hellan levyt ovat pois päältä, on kyse toistosta, joka voi haitata elämää pahasti. Pahimmillaan näistä tulee eräänlaisia pakkomielteitä, obsessioita. Tällöin henkilö käytännössä sitoo elämänsä yhteen asiaan, ja se hallitsee yksilöä, sen sijaan että yksilö hallitsisi sitä. Toisaalta tälläistä negatiivista asian kierämistä voi liittyä esimerkiksi kaunaisuuteen ja pitkävihaisuuteen, ilman mielenterveyden häiriötäkin. Vaikka itse olenkin, joskin vaikeasti suuttuva ja helposti unohtava, sille päälle tullessani erittäin pitkävihainen, voisin sanoa että tässä tilanteessa märehtimisvertaus sopii hyvin: Se sopii ehkä naudoilla, joilla on monta mahaa, mutta kun ihminen on yksimahainen, tuloksena on vain mahahaava.
5: Rituaalit, joita ovat esimerkiksi joulukirkossa käynti tai lampaan uhraaminen kuulle. Rituaalit ovat joko uskontoihin liittyviä, tai sitten ne liittyvät muuten taikauskoon. Monella urheilijallahan on esimerkiksi "onnensukat", ja näyttämöllä viheltäminen tuo monien teatterilaisten mukaan huonoa onnea. Samoin John Wayne käytti koko uransa ajan samaa kuudesti laukeavaa revolveria, koska uskoi että se tuotti onnea. Rituaalit ovat tehokkaita mielenrauhan tuojia - ne ovat tavallaan mantroja jotka toteutetaan sanojen sijasta teoissa. Ne antavat käsityksen ympäristön hallinnasta : Kun rituaali on tehty joka kerta samaan aikaan, ja aurinko on sen jälkeen alkanut paistamaan, niiden välille nähdään helposti yhteys - etenkin taikauskoisessa mielessä.
6: Toistettavuuden periaate : Ihmisten rituaaleissa näkemä yhteys todellisuuteen ei le ihan läpseensä naurettavaa: Siitä on kehitetty - ehdottomasti kehitetty - tieteellinen "toistettavuuden" periaate, jossa tarkoitetaan sitä että koejärjestelyn ja sen lopputuloksen on toimittava jos joku muu toistaa kokeen jossain muualla johonkin muuhun aikaan samojen teoriaan sidottujen reunaehtojen täyttyessä. (Viimeinen kohta on tärkeä, joskin se usein popularisoinneissa unohdetaan : Eli jos joku tutkii revontulia Lapissa yöllä, hänen tutkimuksensa ei kumoudu jos joku Tanskassa päivänvaloissa ei saa samoja tuloksia eri auringonpilkkujen vaiheessa.)
7: Informaatioteoriassa toisteisuus liittyy olennaisesti sellaiseen tärkeään käsitteeseen, kuin redundanssi, joka on ajatus "tyhjistä/toistetuista biteistä". Jos systeemissä on informaatioylijäämää, jonka poistaminen tai muokkaaminen ei muuta informaatiosisältöä, tämä on redundanssia. Jos redundanssia vähentää { esim AAAAAAAAAA → 10A } tilannetta kutsutaan pakkaamiseksi, ja sitä käytetään esimerkiksi tietokoneella erilaisissa musiikkiformaateissa : Biisi halutaan saada mahdollisimman pieneen tilaan, jotta sen levittämiseen tarvittaisiin vähemmän CD -levyjä tai diskettejä tai mitä muuta tallennustapaa sitten käytetäänkään. Pakkaamisessa tavoitellaan sitä että informaatiolla olisi mahdollisimman suuri Kolmogorov kompleksisuus. Informaatiokäsitteessä voidaan käsittää myös pelkästään informaatiketjun pituutta on ratkaiseva, ja pakkaaminen taas lyhentää informaatioketjuja, eli nämä kaksi käsittelytavat ovat tavallaan vastakkaisia - ja osittain siksi ne ovat molemmat hyödyllisiä vertailun välineinä. Tähän tarkoitukseen, vertailuun käytetään algoritmisen kompleksisuuden käsitettä. Redundanssin määrä vaikuttaa informaation ominaisuuksiin jotakuinkin seuraavan karkeistetun kaavion mukaisesti:

8: Sijaistoiminnoissa : Toisto voi olla jotain suoritetta, jota tehdään vaikka se ei suoraan liity asiaan mitenkään. Charles Darwin tuli tunnetuksi tavastaan kävellä "sandwalkia". Sitä käyskennellessään hän pohti evoluutioteoriansa yksityiskohtia, ja mietti vastauksia kriitikoille. Itselläni on taipumusta juuri tälläiseen. Jo ala -asteella opettajani valitti "nypläämisestä" tai "nypeltämisestä", joka oli typerää härväämistä jota tein käsillä ja sormilla koulussa. Ne jäsentivät ajattelua, jos en suoraan keksinyt vastausta muutoin. Minulla on tämä vaiva yhä, aivot ikään kuin "lyövät tyhjää", jos aivot ja kädet eivät molemmat ole saman aikaan puuhaamassa. Tämä muu toiminta on sijaistoimintoa, joka itsessään on tyhmää, mutta jolla on minulle tärkeä käytännön syy. - Jo kouluaikana minua komennettiin irrottautumaan tästä, etenkin äitini oli huolestunut, koska se oli jokin neuroottisuuden syy ja vihjasi siihen että asiat ei ole kotona ihan hyvin - mikä ei toki ollut aina täysin väärässä, vaikka en mitään aivan erityisen onnetonta lapsuutta elänytkään. Ongelmana oli vain se, että tämä sitoi voimavarat, ja vaihtoehdoiksi tuli joko oppia tai olla härveltämättä. Härvelsin koko koulun, härvellän yhä. Nykyisin käyn suihkussa tai käyn kävelylenkillä. (Miekkailua en voi käyttää välineenä, koska siihen on keskityttävä täysin, jolloin esimerkiksi filosofian mietiskely ei onnistu, kun mieli on sidottuna siihen muuhun asiaan.)
9: Kierrätyksessä, jossa materiaalit ja esineet käytetään uudestaan, jolloin niitä ei tarvitse louhia luonnosta ja kuluttaa voimavaroja niiden kokonaan rakentamiseen. Tässä taas tavallaan imitoidaan eliöyhteisön toimintaa; Eliökunnassahan aines kiertää, ja (auringon vaöpsta fotosynteesillä sidottu) energia virtaa systeemin läpi. Hajottajat → Tuottajat → Kuluttajat → Hajottajat... Vaikka ikiliikkuja ei olekaan, riittävän hyvin on toiminut koko maan elämän olemassaoloajan. Vaikea on kuvitella, että ilman kierrätystä oltaisiin onnistuttu.