Huonompi kuin osiensa summa

Stuart Kauffmanin "Pyhän uudelleen keksiminen" käsittelee pääasiassa uskonnon sijaan emergenssiä. Teoksessa on sellaisia piirteitä että se saa minut huvittuneeksi. Olen itsekin emergenttien piirteiden ystävä. Mutta silti tämä teos saa minut huomauttamaan että Kauffmanin argumentaatio vaikuttaa huonommalta kuin osiensa summa.

Kauffman on koonnut kirjaan paljon emergenssiä puolustavaa ja reduktionismia kritisoivaa argumentistoa. Ja tämän kautta kokonaisuus muodotuu varsin epäkoherentiksi ja perusteluytimeltään omituiseksi. Toki pidin myös joistain asioista joita kirja esitti. Mutta aloitan negatiivisen kautta. (Se on minulle luontevaa.) Tätä kautta tämä teksti ei käsittele kirjan otsikkoa vaan Kauffmanin viitekehystä.

Moitelistaus ; Reduktionismi käsitellään hyvin rajatussa muodossa.

Kauffmannin heikkous on itse asiassa vihollisen määrittelyssä. On katsottava mitä hän sanoo reduktionismista. Kun tämä kritikki laitetaan yhteen saadaan aikaan erikoisia huomioita.
1: Hän esittää että reduktionismissa vain alkeishiukkaset ovat todellisia asioita. Tässä kohden reduktionismia on käsitelty tavalla joka ei tartu mereologiaan, määritelmien filosofiaan (special composition question, josta minulla kuin sattumalta onkin aiempi blogaus.). Ja tämä puute on merkittävä sillä sitä kautta voidaan löytää aukko Kauffmanin  hyvin tietynlaiseen ajatukseen määritelmistä. Ja tätä kautta huomataan että Kauffmanin argumentti ei itse asiassa koske lainkaan reduktionismia vaan liittyy siihen miten hän vaihtaa tilanteen mukaan sitä mikä on hyväksyttävä määritelmä.; Tämä onkin tärkeää sillä jos määritelmässä pitäydytään ei reduktionismi tuhoakaan mitään, sen sijaan atomiteoria tuhoaa. Kauffman nimittäin käsittelee reduktionismin kohdalla asioita siten että jos jokin koostuu monesta atomista niin se ei olisi reaalinen koska se redusoituu täysin yksinkertaisempiin perusosasiin. Emergenssin kohdalla hän käyttää määritelmiä siten että mikä tahansa osien kompositio jonka osat ovat todellisia voidaan pitää tieteellisenä ja järkevänä määritelmänä. Huomio tarkoittaa sitä että emergenssi ei ratko annettuja episteemisiä ongelmia eikä reduktionismi synnytä niitä. Taustalla oleva mereologinen määritelmänvaihto sen sijaan luo tai synnyttää niitä. (Eivätkä nekään teknisesti ottaen ole vääriä tai oikeita. Ne ovat epäintuitiivisia. On esimerkiksi mereologinen klassikko että jos vain yksinkertaisimmat osaset ja pysyvät kombinaatiot ovat todellisia objekteja niin ihminen joka koostuu useista atomeista ja joka peräti vaihtaa atomeja ympäröivän maailman kanssa ei ole teknisesti ottaen minkäänlainen objekti sinällään. Ihminen ei ole tässä määrittein objekti, ja tämä eroaa vahvasti siinä miten objekteja normaalielämässä määritellään. Mutta ei tämä teknisesti ottaen kumoa tätä näkemystä siitä mikä on objekti. Se vaan vaatii kenties miettimään miten lähestytään niitä asioita ja ilmiöitä jotka eivät ole objekteja.) Valitettavasti voit tehdä tämän määrittelynäkökulman kanssa myös reduktiivisia asioiden lähestymisiä. ; Kauffman tuntuu joskus jopa ymmärtävän tämän. Koska muuten olisi hyvin vaikeaa ymmärtää miten reduktionismi voi olla vallalla "Galilein ja Newtonin ajoista" ja "hämmästyttävän tehokasta" jos vain alkeisfysiikka voi käsitellä todellisia fyysisiä kappaleita ja esimerkiksi atomikompositioista koostuvat asiat kuten kivenmurikat joita Galileo Galilei pudotteli tornista eivät ole? (Itse näen että reduktionistinen tiede on toiminut juuri siten että se määrittelee asioita kombinaatioina. Ja sekä alkeishiukkasten kuvaukset että ihmiset ja aidantolpat ja pudoteltavat kivenmurikat ovat jotain joita lähestytään induktioilla. Induktiivisuus ja se että kuvattu kohde koostuu atomeista tai muusta reaalisesta on tärkeämpi kuin se että vain alkeishiukkaset olisivat todellisia.)
2: Toisaalta reduktionismilta vaaditaan hyvin tiukkaa havaittavuutta. Ei riitä että reduktionismia ei ole falsifioitu. Kauffman moittii esimerkiksi sitä että reduktionistit viittaavat antrooppisen periaatteen ratkaisussa ei-havaittaviin maailmoihin. Tässä ei kuitenkaan saa tarttua siihen että jos tämänlainen spekulatiivisuus kielletään niin koko antrooppinen periaate katoaa koska sen ytimessä on ajatus siitä että universumi voisi olla muunlainen kuin tämä havaitsemamme. Reduktionistin tulee kuitenkin olettaa tämänlaiset spekulatiiviset toisenlaiset maailmat totena ilman havaintoja koska muuten antrooppinen periaate ei ole ongelma reduktionismille. (On kiinnostavaa että hän tosin huomauttaa sen mikä usein unohtuu, eli osa multiversumimalleista sallii sen että universumista jää tieteellisesti havaittavia jälkiä, epäsuora havaitseminen ja jopa todistaminen on mahdotonta. Kauffmanille tämä ei riitä.)
3: Monet täysin deterministiset asiat kuvataan emergentteinä laskennallisten syiden vuoksi. Kauffman kuvaa esimerkiksi Turingin koneiden pysähtymisongelmaa emergenttinä. Ohjelma kuitenkin aina pysähtyy tai ei pysähdy ja tekee tämän täysin deterministisesti. On totta että pysähtymisongelma on tärkeä matemaattinen rajoite tietämiselle. Se ei kuitenkaan tee ohjelmista ei-redusoituvia.
2: Kauffman tuntuu sekoittavan epistemologisen ja ontologisen emergenssin toistuvasti ja syvästi. Sekä emergenssi että reduktionismi käsitellään tavalla jossa episteemiset haasteet ovat suoraan ontologisia ongelmia. Tätä demonstroi oikeastaan kaikki mikä koskee joko satunnaisuutta tai ei-selvitettävyyttä. Osassa kohden hän puhuu kvanttimekaanisista kombinaatioista ja selittää että niiden mahdollisuusavaruudet ovat niin laajoja että mikään inhimillinen laskentateho ei sitä voi selvittää. Tässä kohden reduktionismi on kuitenkin muistettava väitteenä joka koskee sitä että koostuvatko syy-seurauslain kautta näistä vai eivät. Se, että voimme laskea minkälainen laskentateho riittää ilmiön laskentaan ja tämä on isompi kuin meidän teknologinen rajoituksemme, tämä ei ole ongelma metafyysiselle reduktionismille.
2: Toisaalta hän ylipäätään tuntuu vaativan sitä että reduktionismi on Laplacen demonin determinismiä. Tässä mielessä hänen kannattaisi kenties tutustua esimerkiksi Ilkka Niiniluodon huomioihin joiden perusteella kvanttimekaniikan indeterminismi ei tarkoita että aukon takana olisi determinoiva piilomuuttuja. Klassinen fysiikka ja epistemologia on käyttänyt sattumaa selityksenä. (Koska sillä on matemaattisia ominaisuuksia joiden perusteella voidaan estimoida, luoda jakaumia ja ties mitä muuta vastaavaa.) Tässä mielessä vertailukohdaksi muodostuu lähinnä klassinen ajatus siitä että naturalistin pitäisi selittää miksi juuri tietty lottopelaaja voitti lotossa tai sitten vaihtoehdoksi olisi oletettava jokin kohtalon, Jumalan tai petoksella rigatun huijauspelin kaltainen lopputuloksen determisoija.

Mitä tämä emergenssi sitten näyttää olevan ja miten se selittää asioita?

Kauffmann ei pidä emergenssiä yliluonnollisena. Esimerkiksi hänelle on tärkeää korostaa että kaikkia emergenttejä piirteitä kuvaa se että ne eivät riko yhtään mitään luonnonlakia. Näin esimerkiksi evoluutioteoria, jolla on tärkeä osa Kauffmanin "pyhän uudelleen keksimistä",  ei ole transsendenttia tai yliluonnollista. Tämä tuntuu olevan se millä hän puolustaa sen järkevyyttä.

Kauffmanilla on aika hyviäkin asioita emergenssistä. Hän esimerkiksi kuvaa sitä siten että selityksen nuolissa on epäsymmetriaa. Eli sitä että emergenssi on siellä missä me selitämme ilmiötä kaivelemalla siinä olevia osia jotka ovat sitten fysikaalisia. Mutta emme selitä fysiikasta ylöspäin näitä asioita. Tässä kohden käsitys on kiinnostava, joskin se ei kykene erottamaan mikä tästä emergenssistä on "periaatteessa kierrettävissä", eli kysymys on lähinnä joko epistemologian rajoista - tai joskus jopa vähemmästä, jopa mistä tahansa epätietoisuuden lähteestä kuten triviaalista teknologisen laskentatehon ongelmasta joka saattaa olla kierrettävissä jo ensi viikolla. Näitä kuitenin lähestytään samalla kuin ne olisivat ontologinen maailmaa todella sinänsä kuvaavia asioita. Emergenssi perustellaan epistemologisilla kysymyksillä ja haasteilla mutta sitä kohdellaan kuin se olisi metafyysinen todellisuutta ontologisesti käsittelevä kohde.

Muutoin näyttää että emergenssi on sitten mitä tahansa jossa ihminen ei kykene antamaan epistemologista mallinnusteoriaa jossa ei ole minkäänlaista satunnaisuutta. Reduktionismi olisi täysin deterministinen Laplacen demonin maailma jossa kaikki on havaittavissa ja kaikki asiat joita mallinnetaan ja käsitetään ovat konkreettisia ja selvärajaisia objekteja. Sääli vain että tämä viittaa siihen että Kauffmanin näkemys nojaa arkijärkisessä naïvissa realismissa tyypilliseen ehdottomuuteen jossa on tiedettävä kaikki ilman epätarkkuuksia ja havaittava kaikki jotta kyseessä olisi tiede ja tietäminen.

Toisin sanoen reduktionismilta vaaditaan loogisen positivismin odottamia verifiointiehtoja. Mutta sitten kun puhutaan emergenssistä niin sen kohdalla vastaavia ehtoja ei tehdä. Tämä on hyvin omituista koska reduktionismi ei ole sitoutunut determinismiin tai verifikationismiin. Toisin sanoen reduktionismista esitetään hyvin valikoitu kuva joka kuvaa tuskin monenkaan reduktionistin teoriakokonaisuutta.

Näyttääkin siltä että emergenssi on tässä muodossa lähinnä "ei sisällä yliluonnollista ja siihen liittyy jokin ei-täysin-tiedetty elementti". Tässä muodossaan emergenssi on toki järkevä mutta hyvin ympäripyöreä asia. On toki selvää että Kauffmanin määritelmien mukainen reduktio-usko olisi idioottimaista. Klassinen verifikationismi "on kuollut" ja tieteenfilosofit ovat jatkaneet eteenpäin jo sata vuotta sitten. Ei ole terveen ihmisen oppi seurata determinististä kaikkitietävyyttä ja kaikkihavaittavuutta jossa ei ole metafyysistä epävarmuutta tai havaintoepätarkkuutta. Mutta ongelmana onkin se että moni reduktionisti ei osu tähän annettuun. Kun Kauffman tuntuu emergenssin puolustamisella ajavan hyvinkin suuria, merkittäviä ja korkealentoisia asioita ei voi olla syntymättä sellaista vaikutelmaa että tässä on luotu hyvin omituinen viholliskuva jota lyödään olkiukottamalla ; Reduktionisteista on luotu viholliskuva joka ei kuvaa suurinta osaa niistä vihollisista joita vastaan tässä selvästi yritetään käydä..

Toisaalta sen ongelmaksi näyttää muodostuvan sekin että se on "science stopper" siinä mielessä että se on enemmän viittaus haasteiden ja tietämättömyyksien olemassaoloon ja niiden selittämättä jättämiseen kannustamiseen. Toisaalta kun se on sidottu episteemiseen epätietoisuuteen, ongelmana ovat kaikki ne ongelmat jotka koskevat ns. Aukkojen Jumala -argumentistoa.

Joissain paikoin mieleen tulee toki sekin että emergenssi vaikuttaa olevan jotain jossa mysteeri muuttuu ymmärrykseksi nimeämällä. Ja tässä mielessä Aukkojen Jumala on puolitotuus. Uskovaiset kreationistit usein viittaavat hyvin samantapaisilla ajatusrakenteilla siihen miten naturalismi on rajallista ja huonoa ja sitten jatkavat Jumala toimii selityksenä kaikille näille mysteereille. Tämä on selvästi sitä että loogisen positivismin ongelmat tunnistetaan naturalismin ongelmiksi ja kuvitellaan että asiat redusoituvat Jumalaan ja että tätä ei koskisi samat tietämisen rajoitukset ja näin käsissä olisi kaiken teoria joka toimisi koska on esioletettu että yliluonnollinen toimii. ; Eli naturalismin loogisen positivismin ongelmat johtuisivat vain siitä että todellisuus koostuu muustakin kuin aineesta ja energiasta ja alkeishiukkasista. Tieteenfilosofisesti näin ei ole, ja kokonaisuus näyttääkin siltä kuin kreationisti yrittäisi selittää asioita siten että looginen positivismi olisi aivan validi ja ehyt ja sen kaikkitietävyysfantasiointi ja naïvin realismin ja verifioitavuuden ihmeet toteutuisivat kun oltaisiin naturalisteja +1 muuttujalla...  Emergenssi vaikuttaa Kauffmanin käsissä joskus hieman vastaavasti ihmeelliseltä, kuin Jumalalta ilman tätä yliluonnollisuutta. (Ei toki läpitunkevasti, teos ei pulppua tätä asennetta, mutta pari kertaa näyttää livahtavan.)

Miten tästä voisi parantaa?

Itse näen että Kauffmanin teos paranisi jos hän keskittyisi vähempiin argumentteihin. Tätä kautta syntyisi koherentimpi kuva siitä mitä emergenssi on. Ja tätä kautta ei näyttäisi yhtä vahvasti siltä että Kauffmanilla on kova dissaus reduktionismia kohtaan ja hänelle kelpaisi mikä tahansa näkökulma kunhan se vain ajaisi jollain tavalla tätä asennetta.

Toki monikirjoisuus voisi olla hyvä. Ja tätä kautta emergenssin luokittelua voisi lisätä. Kauffmanin ajatukset ovat monesti hyödyllisiä koska niiden kautta voitaisiin luokitella emergenssiä vaikka seuraavilla tavoilla;
1: Ontologinen emergenssi joka johtuu Kari Enqvistin näkemän tapaan siitä että kokonaisuus on vähemmän kuin osiensa summa.
2: Ontologinen emergenssi joka johtuu siitä että asioissa on vapausasteita ja kun ne kohtaavat toiset asiat joissa on vapausasteita kokonaisuus kombinoi useammalla tavalla kuin voisi luulla eli kokonaisuus on enemmän kuin osiensa summa.
3: Epistemologinen deterministinen laskettavuus-emergenssi. jossa jotkin täysin deterministiset ja redusoituvat asiat ovat ongelmallisia koska nopein tapa simuloida niitä on pyörittää itse ohjelma. Näin esimerkiksi monien mutkikkaampien "Game of Life" skenaarioiden kohdalla helpoin tapa laskea onko jokin ruutu kuollut vai elossa kierroksella X on laittaa lähtötila koneeseen ja pyörittää. Sama koskee myös pysähtymisongelmaa ; Ainut tapa ratkaista asia aina on pyörittää itse ohjelmaa ja katsoa pysähtyykö se ja jos niin milloin.
3: Epistemologinen mittaustarkkuuteen liittyvä emergenssi jossa käsitellään vaikka kaaosteoriassa tavattavia täysin deterministisiä järjestelmiä joissa alkuarvoherkkyys ja tiiviit periodiset kiertoradat (dense periodic orbits) johtaavt siihen että pieni epätarkkuus tai ero mittauksessa johtaa hirveän isoihin lopputuloksiin.
...

Inhormaatiota ; Informaatiähkyn sijasta laimentamisen tielle?

Elämme maailmassa jossa on paljon informaatiota. Ja tämä informaatio tuntuu usein hyvin kaaoottiselta. Voidaan jopa nähdä että informaation tulvehtiminen, vaikka sitä tehdään maailman hallitsemiseksi ja ymmärtämiseksi ja ennustamiseksi, muuttaakin elämän yhdeksi epävarmuuden suoksi. Kenties tämä yhteys ei ole täysin satunnainen. Ja tämä on blogaus tästä "kentiestä".

On kenties hyvä aloittaa siitä mitä informaatio ylipäätään on.

On tavallista, että ajatellaan että informaatiossa on kysymys järjestyksestä. On esimerkiksi järjestys joka kertoo väitelauseita ja kuvauksia. Karkeimmillaan informaatiossa bitti kertoo "kyllä-ei" -tason tiedon yhteen asiaan. Hienostuneemmillaan se voi olla ohjelmointikieltä tai puhuttua kieltä. Kirjainten järjestys on jotain joka kuvaa asiantilan.

Tästä syntyy helposti ajatus että informaatiossa olisi kysymys säännönmukaisuudesta. On sääntö, struktuuri ja rakenne. Ajatus on hyvin intuitiivinen ja jollain tavalla tosi. Kuitenkin Shannonin informaatioteorian mukana on jännittävä lisäbonus. Hän nimittäin otti huomioon ennustettavuuden. Informaatio on jossain määrin sitä että yllättävyyttä vähennetään. Ja tällöin tilanne muuttuu oleellisesti.

Ja tässä mielessä kieli on usein hyvinkin säännönmukaista. Jotkut kirjaimet ovat paljon yleisempiä kuin toiset. Joten harvinaisemmat kirjaimet ovat informatiivisempia. Toisaalta kirjaimet eivät usein ole peräkkäin satunnaisesti vaan tietyn kirjaimen jälkeen on joitain tiettyjä kirjaimia todennäköisemmin kuin toisia taas ei. Näin esimerkiksi englannin kielen "squirrel" -sanassa q sisältää melko paljon informaatiota koska se on harvinainen kirjain. Mutta u on taas lähes turha koska englannin kielessä kun sanassa on q, sitä seuraa käytännössä aina u. Shannonin informaatiomallissa tämä tarkoittaa sitä että jos haluaa lähettää squirrel -sanan, informaatiota voi pakata. Eli lyhentää. Eikä millä tahansa tavalla, vaan häviöttömällä pakkauksella, eli lyhentämisessä ei edes katoa rakennetta koskevaa tietoa. Jos u:n jättää pois, ei tietoa edes katoa yhtään ; "squirrel" -sanan u on kirjaimena käytännössä täydellisesti redundantti. Jos kirjaimen voi ennustaa täysin ennalta, se ei sisällä yhtään informaatiota ja sen voi heittää pois.

Toki monissa muissa kirjaimissa ero ei ole näin selvä, mutta niissäkin on redundanssia. Ei vain koko kirjaimen verran. Ja tämä tarkoittaa sitä että niitäkin voidaan pakata, isommissa kokonaisuuksissa voidaan pakata kokonaisia kirjaimia. Shannon arvioi että kielessä jopa yli 75% on pakattavissa. Ja tämän avulla ihminen voi ymmärtää kieltä josta on heitetty runsaastikin aakkosia pois. Ja siksi ihmiskielisiä tekstejä pystytään pakkaamaan runsaastikin vaikkapa zip -algoritmeilla.

Tämä on yllättävää ja sen ei pitäisi olla ilmiselvää. Sillä kaikkea ei voida pakata. Itse asiassa jos katsotaan satunnaisten merkkijonojen pakattavuutta, se on yleensä pieni. Ja tämä johtuu siitä että suurin osa kaikista merkkijonoista ei ole pakattavissa. Ja tämä on se, mikä on Shannonin informaatiossa niin kovin epäintuitiivista ja erikoista. Se lähtee järjestyksestä, mutta se päätyy siihen että kun informaatio on pakattu, se lyhenee ja pakattu kokonaisuus on satunnaisempi. Kaikki toistuvuus voidaan leikata pois ja jäljelle jää se missä "ei ole mitään kuvattavaa hahmoa".

Järjestys katoaa toisteisuuden myötä. Ja koska informaatio voidaan lähettää pakattuna ilman että tietoa viestin rakenteesta katoaa mihinkään, se tarkoittaa sitä että hyvin satunnaiset järjestelmät vaativat enemmän informaatiota kuin sellaiset jotka ovat järjestyksenmukaisia. Ja järjestyksenmukaiset rakenteet ovat samanaikaisesti todennäköisyyksiä tuijottaen eisatunnaisia ; Jossain mielessä tämä tarkoittaa sitä että tietääksesi miten paljon jossain on informaatiota, joudut itse asiassa mittaamaan kuinka paljon siinä on sattumaa. Ja sattuma taas on epäjärjestyksen mitta.

Tämä ajatus on kenties erikoinen jos se viedään tieteen maailmaan.

Tietyllä tavalla tieteen ytimessä on se, että se mitä tapahtuu huomenna voidaan kuvastaa jotenkin. Klassisessa fysiikassa tämä tarkoittaa sitä että luonto ei perimmiltään ole satunnainen. Laplacen deterministisessä maailmassa ideana on se, että jos vaikka demoni voisi tietää jokaisen alkeishiukkasen paikan ja lähtötilanteen, hän voisi ennustaa maailmankaikkeuden tulevaisuuden. Ja selittää menneisyyden. Tämä Laplacen demonin maailma oli deterministinen. Siinä saattoi olla vaikeasti ennustettavia asioita. Mutta kysymys oli työläydestä. Tässä mielessä Laplacen maailma vaikuttaisi kaaosteorian maailmalta. Siellä kuvaavaa on alkuarvoherkkyys. Pieni muutos lähtötilasta johtaa suuriin muutoksiin lopputulemassa. Kuitenkaan tässä ei tarvita mitään satunnaista. Ja usein kaaos vieläpä muodostaa jännittäviä attraktoreita ja muita vastaavia piirteitä jotka kertovat sen, että niillä on rakenne. Alkuarvoherkkyys johtaa mittausvirheiden kasvamiseen. Mutta Laplacen demoni oletetaankin äärimmäisen tarkaksi mittauksissaan. Periaatteessa kaikki tiivistyy siihen että on alkutiedot ja siihen liittyvä informaatio. Ja tämä informaatio sisältää kuvauksen maailmankaikkeuden koko rakenteesta.

Mallintamisnäkökulmassa tieteellinen kaava selittää monta tapahtumaa. Lyhyt yhtälö kertoo monta asiaa. Sama kaava mallintaa miten omena tippuu puusta ja miten kuu ei tipu maahan ja miten musta aukko imee. Nykyfysiikan tiedon mukaan maailmassa on 12 tunnettua alkeishiukkasta ja ne vuorovaikuttavat toisiinsa neljällä eri tavalla. Tätä kautta voisi luulla että maailma olisi hyvinkin ennustettava. Itse asiassa Einsteinin "Jumala ei heitä noppaa" -lausunto voidaan juuri liittää siihen ajatukseen, että hän ei pitänyt kvanttifysiikan indeterministisyydestä. Jos tulevaisuutta ei voida ennusta Laplacen demoni menee rikki.

Einstein piti makrotason fysiikasta, ja selkeästi ajatus Laplacen demonista ei ole läpeensä huono. Kykenemme ennustamaan tapahtumia miljoonien vuosien päähän. Auringonpimennysten ajat eivät ole mysteereitä. Selvästi maailman yllättävyys vähenee, joten yhtälöihin on selvästi tiivistetty jotain hyvin hyvin oleellista.

Tiede ei siis ole samaa kuin sattuman kiistäminen. Mutta tietyllä tavalla informaation ideaali edellämainitsemassani muodossa tiivistää ilmiöt jotenkin yhteen. On jotenkin oleellista ymmärtää että klassinen Newtonin ideaalin mukainen fysiikka on yritys pakata universumi mahdollisimman lyhyeen yhtälöön joka selittää mahdollisimman suuren osan universumista. Tietyssä määrin ideaalinen ja täydellinen tiede siis pakkaisi universumin tapahtumat häviöttömästi ja kuvaisi tämän jossain muodossa. Tämä on ideana kieltämättä hämmentävä. Etenkin kun muistaa, että tämä tarkoittaisi sitä että universumin kaikki satunnaisuus olisi sitten lopulta se mitä edellä olisi.

Entropia, kuinka Laplacen demoni on termodynaamisesti omituinen..

Ja tämä pakottaa hieman yllättäviin seikkoihin. Jos Laplacen demonianalogia olisi hyvä, se kertoisi että universumin tietäminen minä tahansa hetkenä auttaa ennustamaan sen menneisyyden ja tulevaisuuden. Tällöin yllättävyys pysyisi samana. Voitaisiin puhua jonkinlaisesta informaatiovakiosta. Olisi kaava joka selittäisi kaiken ja tämä kaava ei muuttuisi. Kuitenkin maailmankaikkeus näyttää toimivan toisin. Tätä kuvataan termodynamiikan toisessa pääsäännössä. Tällöin puhutaan entropian lisääntymisestä. Ja entropian kasvaminen on hyvin vahva pääsääntö. Itse asiassa ideana onkin se, että jos systeemi on suljettu, sen entropia kasvaa. Jos systeemi on avoin, se voi vähentää entropiaansa mutta muu universumi sitten maksaa tämän entropian sillä että se muuttuu entistäkin entropiapitoisemmaksi.

Tämä on erikoista. Sillä jos universumin kompleksisuus kasvaa entropian myötä, informaatio ei olisikaan vakio. Tämä on hyvin erikoinen huomio. Sillä Shannonin informaatioteorian kaavalla on syvä rakenteellinen yhteys termodynamiikan ja entropian kanssa. Tämän yhteyden voisi kuvata seuraavalla tavalla ; Jos meillä on iso virta samaa merkkijonoa, se on hyvin toisteinen ja usein tämänlaisen entropiataso on matala. Tämä on johtanut siihen klassiseen ajatukseen jossa termodynamiikan toinen pääsääntö rikkoo asioita. Eli alussa on järjestys joka sitten romahtaa kun entropia hakkaa sitä satunnaisuudella. Ja moni ajattelee että tämä tarkoittaisi samaa kuin informaation tuhoutumista.

Mutta kuten muistamme, jos haluamme kuvata rakenteen jostain bittijonosta ja lähettää sen, niin tosiasiassa entropia lisää kompleksisuutta. Se kuvaus joka kohteen rakenteesta tarvitaan tuppaa kasvamaan satunnaisuuden myötä, sillä suurin osa merkkijonoista ei ole pakattavissa. Entropia itse asiassa lisää informaatiota. Entropia lisää yllättävyyttä rakenteeseen ja tämä rakenne vaatii enemmän tietoa jotta kuvaus olisi täydellinen. Eli termodynamiikan toinen pääsääntö pumppaisi koko ajan informaatiota universumiin.

Moni esittääkin että entropian kasvu kertoo siitä että kvanttifysiikka on indeterminististä. Universumi todellakin heittää noppaa. Ja tämä prosessi lisää informaatiota universumiin ikään kuin väistämättä ja koko ajan. Kvanttifysiikka on indeterminismin vuoksi propabilistinen. Toisin sanoen sattumaa ei voi poistaa pois sen yhtälöistä. Tieteellisen mallintamisen kannalta voisi sanoa että "häviötön pakkaaminen ei onnistu tuhoamatta kuvauksen tarkkuutta." Esimerkiksi kvanttilomittumiseen liittyvissä tulkinnoissa on esitetty suorastaan niin että mitään piilomuuttujaa ei ole eikä voi olla. Eli satunnaisuus ei ole epätietoisuutta joka voitaisiin selittää pois. Vaan että siellä ei todella ole enää mitään ennustettavaa. Lomittuneissa partikkeleissa Bellin epäyhtälöiden suhteen tulokset viittaavat, että asiantila tiedetään vasta kun sitä katsotaan. Kvanttitilat eivät esiole vaan ne realisoituvat kun ne mitataan ja vasta silloin.

Ja muutoinkin heisenbergin epätarkkuusperiaate vihjaa että Laplacen demoni on mahdottomuus. Tätä voi itse asiassa jokainen kokeilla kotonakin ; Kun ottaa laserpointterin ja kiinnittää sen telineeseen, se heittää seinälle pisteen. Kun tämän radalle laittaa järjestelmän jossa on rako jonka suuruutta voi muuttaa, käy siten että aluksi kun rakoa pienentää, niin myös seinällä oleva piste pienenee. Mutta sitten kun rako on riittävän ohut, niin paradoksaalisesti seinällä oleva piste alkaakin leviämään. Syynä on se, että raon ohuus on mittaustarkkuuden lisäämistä. Ja heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaan tarkkuuden lisääminen yhdessä puolessa lisää epätarkkuutta toisessa puolessa. Tämä vihjaa että heisenbergin epätarkkuusperiaate on "jollain tasolla syvempää kuin sitä että emme tiedä". Se jollain tavalla kuvaa jotenkin reaalisesti todellisuutta. Joka sitten pumppaa informaatiota maailmaan.

Universumi, kuin tietokone tai ihminen. Informaation kasvattaja ja sen laskija

Ajatus siitä että universumin kvanttiprosessit lisäävät informaatiota systeemiin ei ole täysin hupsu. Ainakaan jos universumia ajatellaan jonain joka voidaan kuvata informaation avulla, vaan jonain joka prosessoi informaatiota. ; Itse asiassa universumin laskentatehoa on jopa arvioitu. Universumin kokoa arvioidessa otetaan usein esiin koko joka koskee nähtävissä olevaa universumia. Inflaatio ja valon äärellinen nopeus pakottavat ihmisen näkemään rajallisen määrän universumista. (Joka vaikeuttaa tavoitettamme Laplacen demonisuudesta entisestään.) Tässä on noin 10⁸⁰ tuntemaamme alkeishiukkasta. Jos otetaan fyysisesti pienin tunnettu etäisyys, planckin pituus, universumissa jonka näemme on kokoa johon mahtuu 10¹⁸³ tuon mittaista asiaa. Muut asiat ovat sitten kokoonpanoa jossa näitä partikkeleita järjestetään erilaisiin kombinaatioihin. Ja käsitteet ovat sitten näiden kokoonpanojen karkeistuksia ja niille annettuja nimiä. (Usein nämä ovat sellaisia että kokoonpano tapahtuu "riittävän usein", koska kerran tapahtuvalle asialle harvoin annetaan käsitettä. Teoriasa se olisi kyllä mahdollista. Mutta arkielämässä hemmetin vaivalloista. Toki tätä tasapainottamaan ihmiset ovat hyviä käyttämään mielikuvitustaan ja kuvailemaan nimillä myös sellaisia asioita joita ei itse asiassa ole olemassakaan.) ; Tuossa kasassa on tietty määrä energiaa. Entropia pumppaa tuota hirvittävän runsaslukuista kasaa mutkikkaammaksi ja energialla ja hiukkasilla on rajallisuuksia.  Jos valon nopeus ja epätarkkuusperiaate otetaan mukaan saadaan jonkinlainen tulos. Universumin laskentateholla on tätä kautta ehdoton maksimi ns. Bremernann's limit. Joka potentiaalisesti prosessoitavissa olevien asioiden kokonaismäärä on arvioitu sellaiseen kokoon kuin 1.458*10²²⁷. (Aktuaalinen prosessoitujen asioiden määrä on tietysti paljon pienempi ja fysikaalisesti toteutuneiden prosessoitujen on vielä tätäkin pienempi.) Universumin olemassaolo olisi siis jossain mielessä informaationprosessointia joka alkaa universumin synnystä ja päättyy sen lämpökuolemaan. Ja tällä prosessoinnin määrällä on yläraja. (Ja todellisuus on jossain mielessä vielä tätä hieman pienempi. Informaationäkökulmasta rajallisuus on läsnä.)

Loppukaneetti

Itselleni tämä kaikki kertoo perimmiltään sellaisa viestiä, että usein kun ihminen puhuu informaatiosta, hän oikeastaan puhuu merkityksestä. Ja tämä hämmentää häntä. Kun käsittää että informaatio ja merkitys ovat eri asia, voi ymmärtää miksi sattuma lisää informaatiota. Sillä informaatio perimmiltään kuvaa rakennetta kun merkitys taas on jotain aivan muuta, tähän "ikään kuin päälleliimattua". (Jotain joka vaatii vähintään ihmisen aivosolut mukaan kokonaisuuteen. Kyse ei ole enää merkkijonon rakenteesta ja kuvauksesta vaan siitä mitä tämä rakenne ja kuvaus synnyttää hermosoluissamme. Ja siksi esimerkiksi kreationistien on vaikeaa ymmärtää evoluution ja termodynamiikan suhdetta.

Kenties ihmisenä olemisen ajatus voidaankin nähdä siten että jossain mielessä merkitys on jopa informaation vastakohtaa. Järjestystä ja struktuuria. Siksi ihminen joka hakee merkityksellistä universumia ennustaa tulevia ja selittää tapahtumia mielellään. (Ja tekee tätä varsin usein ennusteiden tarkkuuden ja tosiasioiden kustannuksella.) Merkitys on kenties sitä että universumi on kompleksinen ja ihminen on niin rajallinen että hän luo järjestystä. Tuhoaa informaatiota ja laimentaa sitä voidakseen esimerkiksi keskustella muiden kanssa kieliopillisilla merkkijonoilla jotka robotti pakkaisi murto-osaansa.

Tai kenties tämäkin on illuusio. Illuusio joka johtuu siitä että ihminen on vain osa universumia. Ihminen voi olla tilastollisesti harvinaisen informaatiorikas universumin keskiarvoon nähden. Mutta jos Bremermann's limit on jotain johon universumin koko ja alkeishiukkasmäärät vaikuttavat, niin ihmisen kohdalla tämä vastaava maksimiluku on paljon pienempi. Kenties ihminen hukkaa tietoa ja laimentaa informaatiota, koska ihmisen maksimi on pienempi kuin mitä universumi yrittää tunkea päähämme. Kenties tärkeintä ei olekaan ymmärtää kaikkea vaan unohtaa oleellinen. Kenties kaikista järkevintä on lakata Jumalakompleksoimasta, ajattelemasta että Laplacen demoni tai jokin warrantin kaltainen voima tekee ihmisestä jonkun joka pystyy tiivistämään universumin tyystin ja häviöttä muutamaksi lyhyeksi yhtälöksi. Kenties tiivistämme asioita lyhyeksi yhtälöksi siksi että ilman tätä kaikki olisi liian vaikeaa.

Modernissa informaatioähkyssä tähän ajatukseen on vähintään helppoa uskoa. Kenties Nietzsche olikin tässä kohden erityisen oikeassa. Hän kun esitti että tärkeintä ei ole se, mitä muistaa vaan se mitä unohtaa.

Kuinka "naturalistinen" vapaan tahdon ongelma on yllättävän avoin ongelma - mutta ratkaistavissa

Sielusta pitävät ihmiset loukkaantuvat usein jos mielenfilosofia muuttuu liian mekaaniseksi. (Siinä mikä sitten on liian mekaanista on se, missä on suurta vaihtelua.) Kuitenkin melko moni lähestyy ajattelua, tietoisuutta ja vapaata tahtoa fysikaalisina kohteina. Tässä kohden voidaan ottaa karkeasti esiin se, miten ihmiset jakautuvat.
1: Indeterministit ovat usein fyysikoita. Esimerkiksi Kaku korostaa että deterministit ovat kuin Einstein joka selitti että "Jumala ei heitä noppaa" ja että kvanttimaailma ei ole satunnainen. Mutta että Einstein oli väärässä kvanttifysiikan kohdalla. Ja näin indeterminismi yltää myös meidän tietoisuuteemme asti. Samoin Penrose on kuuluisa siitä, että hän miettii miten aivot voisivat heijastella kvanttifysiikan ilmiöitä.
2: Deterministit sitten harjoittavat enemmän neurologiaa ja psykologiaa. 1985 vuonna Benjamin Libet järkytti maailmaa tutkimuksillaan joissa hän havaitsi, että ihmiset päättävät jonkun valinnan asian aikaisemmin kuin he tekevät tietoisen päätöksen asiasta.

Toki tästä ei voi sanoa että kaikki fyysikot ryhtyisivät selittämään tietoisuutta kvanttifysiikalla. Kari Enqvist esimerkiksi moittii "Olemisen porteilla" -kirjassaan Penrosea, koska tämän argumentit lähinnä tarinoivat sen sijaan että osoittaisivat että aivot toimivat kvanttifyysisten ilmiöiden vahvistajana. Ja että jos kvanttifyysisiä ilmiöitä vahvistetaan, aivoista ja ihmiselämästä tulisi hyvin haurasta. Sillä pienikin epäpuhtaus veressä voisi johtaa valtaviin muutoksiin lopputuloksissa. Tämänlaiset aivot voisivat olla jopa hauraita, ne voisivat helposti mennä rikki. Tai ainakin tämä olisi haaste aivojen kehitykselle.

Syyseuraus onkin enemmän niin, että jos olet indeterministi, haet argumenttisi helpommin kvanttifysiikasta. Ja deterministin kohdalla fysiikka ei perustasollaan tarjoa tukea, joten on syytä katsoa enemmän aivoja aivoina.
1: Tässä on kenties toinenkin syy. Nimittäin näiden selitysmallien suhde ad hoc -saivarteluun. Ja siihen että tieteessä tämänlainen "voi olla" -ajattelu on yleensä jotain jota pidetään jotenkin nolona ja naurettavana. Koska se on sitä. Nämä eivät ole lähtökohtaisesti ylittämättömiä esteitä, mutta käytännössä ne ovat haasteita. Lisäksi totuuskin saattaa näissä kohdissa pistää kapuloita rattaisiin. Kuvastan tätä törkeällä karkeistuksella joka raiskaa molempien näkemysten hienostuneita vivahteita. Mutta liioittelevassa muodossaan se demonstroi esiin sen vivahteen jonka halusin tähän tuoda.
     1.1: Determinismi on muotoutunut enemmänkin muotoon "jos samanlainen lähtötila toistetaan, seuraa sama lopputulos", ja tällöin jos saadaan eri lopputulos voidaan helposti syyttää sitä että lähtötila ei ollut aivan sama. Kaaosteorian luonne antaa tälle usein tilaa. Tämä johtaa kuitenkin "eipäs-juupas" -vääntöön joka ei ole minkäänlaisen hedelmällisen tutkimusohjelman tekemistä. Kvanttifysiikassa indeterminismi on menestynyt hyvin. Ja "tämä itsessään antaa pohjaa koko projektille".
     1.2: Indeterminismillä on aivojen kohdalla hieman samantapainen ongelma. Sillä jos ihminen saadaankin tiettyjä aivon osia ärsyttämällä nostamaan kätensä ja tuntemaan tämä pakotetuksi käden nostoksi, ja toista kohtaa ärsyttämällä saadaan hänet nostamaan kätensä mutta kokemaan tämä omaksi valinnakseen, ja näin osoittamaan että vapaan tahdon kokemus ei missään tapauksessa ole sama kuin vapaa tahto. (Joka vie voiman intuitioiltamme asiaan liittyen.) he voivat viitata siihen että tässä on havaittu yksi efekti. Että kenties aivoissa on muunlaistakin. Eli vaatimuksena olisi että deterministi peittäisi kaikki tiedon aukot. "Aukkojen indeterminismi" ei ole hyvä. Toisaalta deterministinen vaikutus saadaan, se on helpompi testata.

Kuitenkin peruskysymys on hyvin selvä. Ja se redusoituu fysiikkakysymykseksi tavalla joka tekee siitä tavallaan hyvin vaikean. Sillä jos mietimme kvanttifysiikkaa, kysymys on "mikroskooppisesta maailmasta". Makroskooppisessa maailmassa klassinen fysiikka sen sijaan toimii todella hyvin. Kun pudotat tiilen, voit antaa sille "putouskiihtyvyyden" ja tästä poikkeaminen on todella äärimmäisen mahdotonta.

Makrotasolla on "indeterministisimmilläänkin" aimo annos klassista lainomaisuutta. Termodynamiikassakin yksittäisiä liikkeitä ei arvioida mutta kun kaasussa on atomeja pirusti, saadaan kaaoksesta estimoitavissa olevaa satunnaisuutta ja mallinnettavia todennäköisyyksiä - ja ylitsepääsemättömiä trendejä, kuten se että ikiliikkujaa ei voi valmistaa.

Kysymys onkin siis oikeastaan aivojen mekaniikasta, sen suhteesta fysiikkaan. Kvanttitietokoneita suunnittelevat ihmiset tietävät että makrotason ilmiöt voidaan saada yhteyteen mikrotason kanssa. Siksi tärkein kysymys onkin siinä onko aivojen toiminta ja valintojen tekeminen hyvinkin säännönmukaista ja säädeltyä vai pelastavatko satunnaiset aivotoiminnot vapaan tahdon.

Tietoisuus ja vapaa tahto ja muut mielenfilosofiset konseptit, silloin kun ne nähdään tieteellisenä ongelmana jota yritetään ratkaista, ovat siis sekundaarisesti fysiikan filosofian ongelma, koska fysiikka selittää mitkä vaihtoehdot ovat mahdollisia. Mutta loppujen lopuksi kaikki päättyy siihen mitä tuloksia saadaan aivojen ronkkimisella.

Pieni ajatus ; yllätysfysiikan kompleksisuudesta - ja kaiken muun helposta ymmärtämisestä

Jos ihmisten pitää selittää asioita arkijärjellä, jo melko yksinkertaisissa tilanteissa tulee ennakoimisen vaikeuksia ; Usein asioiden selittäminen jälkikäteenkin on vaikeaa. ; Olen itse asiassa huvitellut hitusen sillä, että olen kysynyt ihmisiltä spontaanisti selitystä sille miksi Newtonin keinu "osaa laskea". Siinähän on jono pallosia ja liikkeessä on juuri se määrä palloja mitä on päästetty liikenteeseen. Jos heilauttaa vain yhdellä pallolla, suuri osa Newtonin kehdon pallosista ovat paikallaan. ~ Syy on tietysti siinä, että kyseessä on teknisesti heiluri. Heilurilla on määritelty heilahdusaika. Heilurin palloissa on keskenään yhtä suuri massa. Aineen ja energian säilymislaki, sekä Newtonin toinen päänsääntö joka kertoo voimasta ja vastavoimasta. Jos ne olisivat palloja biljardipöydällä, tilanne olisi erilainen, mutkikkaampi.

Toinen vastaava ällistys oli itselläni kun katsoin melko yksinkertaista tilannetta joka oltiin tehty metronomeilla. Metronomien heilahdusaika oli säädetty samaksi. Mutta ne pistettiin heilumaan eri aikaan. Näin ne ovat aluksi keskenään eri kohdassa heilahdusta. ; Tasaisella pöydällä metronomit ovat ikuisesti samalla tavalla eritahtisia. Mutta jos ne laitetaan irralliselle ja joustavalle alustalle, metronomien heilahdus muuttaa luonnettaan. Koska metronomi on teknisesti heiluri - tai oskillaattori - joka heiluessaan muuttaa tasapainopistettään, tämä liikuttaa alustaa ja näin se vaikuttaa toisiin metronomeihin. Tässä tilanteessa heilahdukset eivät vain fluktuoi miten tahansa, vaan ne lopulta tulevat keskenään samantahtisiksi. ; Huvittavinta on, että kokeen elementit ovat hyvin yksinkertaiset ja asiaa voi pienessä mittasuhteissa kokeilla taskurahabudjetilla kukin omassa kotonaan. Tämänlainen leikkiminen ei kuitenkaan tue mieleen, koska tämänlainen reaktio on jotain jota ei helposti osaa odottaa.

Jotkut asiat ovat sitten kaaoottisia, eli vaikka niiden rakenteen ja toimintaperiaatteen kuinka ymmärtäisi, ei silti voisi tietää lopputulosta kuin rajatun matkaa eteenpäin. Koska jo pieni muutos alkutilassa kasautuu jättimäisiin muutoksiin lopputilassa. Kaaoottisen tilanteen ei tarvitse olla mutkikas. ; Kenties pahimmillaan fysiikka on kuitenkin silloin kun toimitaan turbulenssin ja muiden vastaavien tilanteidenkanssa. Muuttujia on paljon ja "aerodynamiikka" muuttuu "aeromystiikaksi" jossa lopullinen vastaus saadaan vasta tuulitunnelissa tai muussa käytännön kokeilussa.

Minulle tämä kaikki opettaa nöyryyttä. Mikä tahansa älykön nojatuolissa tekemä filosofiointi häviää aina konkreettiselle empiiriselle kokeelle ; Jos nojatuolifilosofin voi olla mahdoton selittää tai ymmärtää periaatteessa yksinkertaisia värkkejä, niin kuinka helppoja asioita maailma, toiset ihmiset, politiikan saati Jumala ovat kun niiden kohdalla ei nähdä suuria vaikeuksia nojatuolin erittäin runsaalle käytölle? Kun asiat menevät mutkikkaiksi, ei pitäisi tehdä sitä mikä usein tehdään - eli panostaa entistä enemmän nojatuolifilosofiaan. Pyrkimyksen pitäisi olla päinvastainen. ; Toki rationalismin soveltamisen kohdalla näyttääkin olevan se, että se suosii aiheita joihin empiriaa ei vielä rajoitteiden vuoksi voida harjoittaa. Siihen turvautuminen siis jo osittain vihjaa sen suuntaan että kyseisen aiheen kanssa puhutaan läpiä päähän yleisemminkin. Niissä puhumista jatketaan vain koska ei ole yllätysfysiikkademonstraatioita jotka osoittaisivat ne rakastetut saivartelut rajallisiksi ja huonoiksi.

Helsingin bussilinjateoria

Luovuutta ja omintakeisuutta pidetään hyvänä. Normaalisti ihmisiä neuvotaan luovuuteen yksilöllisyyden kautta. Helsingin bussilinjateoria on vertaus jonka avulla valokuvaaja Minkkinen esittää että oikeasti tilanne onkin juuri toisin ; Luovuus ei ole sitä että kaikki tehdään omalla tavalla. Uniikkius on seuraus, ei syy. Siksi jos lähtee vain kaahottamaan omiaan, ei koskaan saavuta mitään uniikkiutta. Hyvä taide vaatii sen sijaan toisenlaista ajattelua ja toimintaa.

Siinä vertauksen ytimenä on Helsingin bussilinjat, jotka noudattavat idiosynkraattisia ratoja, mutta päätyvät hyvin erilaisiin lopputuloksiin.; "Helsinki's bus routes diverge, plunging off on idiosyncratic journeys to very different destinations. That's when the photographer finds a unique "vision", or - if you'd rather skip the mystificatory art talk - the satisfying sense that he or she is doing their own thing." ; Vertaus nojaa hieman samaan mihin alkuun laittamani Lorenzin attraktorin toimintaa demonstroiva pätkä näyttää. Hyvin lähellä toisiaan olevat lähtökohdat kulkevat jonkin aikaa yhtä matkaa mutta ne kuitenkin eriytyvät. Lopputulos on uniikki, vaikka se, miten siihen on päästy onkin hyvin kaavamainen. Kokonaisuus on ainutlaatuinen, tie jolla se on tehty taas koostuu eri jo olemassaolevien perinteiden seuraamisesta, yhdistelemisestä ja varioimisesta. Erkaantuminen tapahtuu ja muotoutuu vähitellen, pienin askelin.

Ja jopa huumorissa ei riitä, että kaahottaa ajatuksenvirtaa ilman käsitystä vitsailusta. Itsekin olen sentään hyvä korkeintaan huonojen juttujen tekemisestä, mutta minulle on kuitenkin kehittynyt melkoisen voimakas puujalkuuden taju ja siksi kykene tuottamaan puujalkavitsejä melkoista tahtia. Facebookstatustani seuraavat tietävät että se on täynnä kaikenlaista yritelmää joka on pääosin omaa tuotantoani. Tuotan joka päivä monta "melkein vitsiä". En yleensä onnistu. Mutta silloin kun onnistun, vitsi osuu johonkin vitsien kategoriaan. (Tätä ei pidä sekoittaa plagioimiseen. Pikku-Kallevitsit on yksi genre, ei sinun tarvitse toistaa vitsiä, vaan teema.)

Tämä on mielestäni sovellettavissa moneen muuhunkin asiaan. Esimerkiksi filosofiassa perinteitä on hallittava jotta niistä voidaan irrottautua. Ilman pohjatietoja ja konsepteja päädytään itse asiassa joko toistamaan jo keksittyä. Ilman perintiden tuntemista ihminen päätyy lähinnä luomaan uudestaan jonkun toisen keksimää pyörää. Usein uniikki ajatus onkin sitä että yhdistetään olemassaolevaa uudella tavalla. Tai vanhaan teemaan keksitään uusi yksityiskohta joka varioi sitä fiksusti muuttumatta typeryydeksi

Vaikeutena kaikessa on se, että luovuus vaatii hieman rajojen rikkomista. Mutta ilman niitä on vain kaahottamista jossa ei ole laatua.

Perinteessä on kuitenkin kuivakkuuden ja banaaliuden malua. Tässä kohden näen hyväksi muistuttaa, että allaoleva koostuu lukuisasta yksittäisestä fraktaalista. Fraktaali taas on itsessään matemaattinen ja kuivakka konsepti. Niitä pidetään koreina, mutta luoviksi niitä on vaikeaa nähdä. Usein fraktaaleja demonstroidaan joko yksittäiskuvana jossa on yksi fraktaalikuva. Tai sitten zoomisarjoina joissa fraktaaleissa on yksi fraktaali jossa sitten tarkennetaan ja tarkennetaan. VCäänsin työläästi sarjan joka koostuu eri fraktaaleista. Ne muuntuvat toisiksi fraktaaleiksi tietyn säännön mukaan. Ja lopputuloksena syntyy animaatio. Pidän tätä pientä oivallusta jonkinlaisena luovuutena. Ja siksi lopputulos on jonkinlainen pieni taideprojekti. (Joskin hirvittävän työläs sellainen. En ole luultavasti tehnyt mitään visuaalista yhtä monella työtunnilla.) Fraktaalien muunnossarja lisäksi näyttää että pikkuruisin askelin syntyy jotain aivan eri näköistä. Ja tässäkin mielessä se sopii tähän aiheeseen vertaukseksi.

Kun vähemmän on enemmän...

Arkijärjellä ajatellen valtion verotus nähdään aika helposti ahneuden kautta. Tällöin syntyy tilanne, jossa ajatellaan että verottamisen tiukentaminen lisää valtion verotuloja. Tämä synnyttää tietysti haluja kontrolloida valtionahneutta ; Ajatuksena kun on, että jos veroja korottaa niin valtio saa paljon enemmän ja sitten kansalaisille jää paljon vähemmän. Tämänlainen nollasummapelimäinen ajatus on helppo.

Kuitenkin jo "Robin Hood" -tarinat näyttävät miten verotus tämänlaisella suoraviivaisella ahneudella ei toimi. Liian kova verotus estää ihmisten maanviljelyä, heillä ei ole pesämunaa mitä kasvattaa. Ja ihmiset rupeavat tekemään muuta kuin työtä - esimerkiksi alkavat kokoontumaan iloisten veikkojen kanssa metsään tekemään jotain muuta kuin tuottamaan verotettavaa joka ansaittuna vain livahtaisi valtion kassaan. On selvää että verotus on niin kovaa, että saadut verotulot eivät liene valtaisat.

Kuitenkin verotuksessa tunnetaan ilmiö nimeltä Lafferin käyrä. Se perustuu oletukseen, jonka mukaan valtio saa verotuloja siten, että veronkorotus ei aina tarkoitakaan lisää valtionkassaan. Ajatusta on helppo lähestyä ääripäistä ; Jos veroprosentti on 0, verotus ei tietysti rajoita toimia, mutta valtio ei saa tuloja. Jos veroprosentti on 100, tulonhankinta on turhaa ; Työtä tekemättä kenties kuolee nälkään mutta työtä tehden kuolee nälkään töitä tehden. Tuloja ei tule tekevän käteen. Näin verotulo on selvästi hyvin pieni ; Työtä tekisi vain muutama ihminen joka tekisi sitä muuten kuin taloudellisista intresseistä.

Näin voidaan kuvitella käyrä, jossa jossain on huippu, jonka kohdalla verotuksen korottaminen alkaakin vaikuttamaan haitallisesti. Siksi Ronald Reagan, kunnon konservatiivien tapaan verojen vihollinen, laskikin veroja viitaten siihen että näin valtion käyttöön saataisiin enemmän verotuloja.

Ongelmana on se, että Lafferin käyrä on ennen kaikkea yksinkertaistus. Sen huipun paikkaa ei itse asiassa tiedetä. Näin ollen, vaikka onkin lähes ilmiselvää että verotuksen tiukentaminen johtaa verotulojen pienentämiseen. Kysymys on vain, missä vaiheessa tämä tapahtuu. Toki ongelma ei ole niin dramaattinen, koska yleensä valtion tehtävänä on kerätä veroja "yleispalveluihin" kuten kouluihin ja muuhun tarpeelliseen, ei välttämättä niinkään maksimoida verovarojaan.

Syitä on useita ; Esimerkiksi taloussysteemi on hyvin dynaaminen ; Esimerkiksi valtion saamien verojen määrä riippuu myös työntekijöiden palkoista, joka taas riippuu työnantajien kilpailukyvystä, joka taas riippuu siitä miten paljon myynnille on kysyntää. Ja kysyntään vaikuttaa se, miten paljon palkkaa jää verojen jälkeen käteen. Tämä johtaa kausaaliseen takaisinkytkentään: verotus vaikuttaa verotukseen. Näin talouteen saadaan mukaan iteratiivista luonnetta. Systeemissä yhden elementin muuttaminen vaikuttaa moneen paikkaan, ja sama muutos ei siksi aikaansaa aina samaa muutosta kokonaisuuteen ; Jokin muu asia on eri tavoin. Tämä vihjaa esimerkiksi siihen että taloudessa syntyy kaaosteoriasta tuttuja ilmiöitä kuten alkuarvoherkkyyttä. (Ongelma on myös se, kuinka paljon näin käy.)

Lafferin käyrä on siksi hieman huono isäntä ; Se yliyksinkertaistaa monisäikeistä kokonaisuutta tarpeettomasti, eikä se siksi vastaa helposti kuvattavasti maailmaa. Se voi kuitenkin olla hyvä renki, ja sitä voidaan käyttää apuvälineenä esimerkiksi verosuunnittelussa.

Bifurkaatio

Alar Tamming kirjoitti "kultalehti 4/2011":ssä taloudesta. Hän käytti kovasti fysikaalisia termejä. Hän valitsi lähtökohdikseen kaaosteorian ja termodynamiikan, koska niissä ei tarkastella yksittäisiä kohtia vaan laajempia systeemeitä. Hänestä tämänlainen lähestymistapa on taloudessakin tärkeää.

Termodynamiikan ja kaaosteorian kombinaatio on karkeasti esitettävissä seuraavanlaisena tiivistelmänä:
1: Termodynaamisessa suljetussa systeemissä systeemin epäjärjestys kasvaa. Eli systeemi, joka ei vaihda tietoa tai materiaa ympäristön kanssa hajoaa. Tammin korostaa sitä, että termodynaamisesti katsoen järjestys vähenee. Lämpötilaerot tasoittuvat. Tämä tuotti aikanaan ongelmia, koska esimerkiksi ihmiskunta oli varsin järjestelmällinen yksikkö.
2: Ongelma ratkesi, fysiikan Nobelin palkinnon arvoisesti, kun Ilja Prigoginen tutki avoimia järjestelmiä. Niissähän järjestyksen synty energiantuonnin kautta on tietyissä oloissa jopa väistämätöntä. Näin järjestys voi kasvaa, eikä tarvitse tehdä "Asimovin virhettä".
3: Järjestäytymisellä on myös rajat; Tässä mukaan saadaan bifurkaatio. Tällä hän tarkoittaa tilaa jossa kaaosteoria ja termodynamiikka osuvat yhteen ; Avoimella järjestelmällä on järjestyksen kasvussaan raja. Syynä on se, että järjestyvä avoin systeemi kuitenkin joutuu levittämään epäjärjestystä ympärilleen. Kun energiaa laitetaan enemmän kuin systeemi voi ohjata ulos, se ei kykene sitouttamaan energiaa eikä ohjaamaan sitä poiskaan. Tällöin tilanne muuttuu kaoottiseksi. Bifurkaation kohdalla olennaista on se, että järjestelmä joko muokkautuu uusiksi, jolloin se kykenee hallitsemaan uuden tilanteen ja järjestys voi kasvaa. Tai sitten systeemi hajoaa. Minimaalinen muutos tässä voi tehdä muutoksia.

Ajattelutapa on itse asiassa varsin lähellä evoluutioteorian virhekatastrofin käsitettä. Mutaatiot ovat evoluution lähde, vaikka esimerkiksi mutaatiojalostus olisi eläimille aivan liian rajua ja tuhoisaa. Jos ajatellaan että mutaatio on muutos systeemiin, jossa ulkopuolinen voima, kuten säteily vaikuttaa DNA:han, päästään aiheen juurille. Luonnonvalinta on järjestävä elementti ja liika mutaatiotahti on itse asiassa "liikaa energiaa systeemiin" ; Evolutiivinen edistys tapahtuu tietyssä mutaatiotahdissa ja tietyissä olosuhteissa. Yksittäisen kuolleen eliön DNA rapistuu. Ja elävä mutta kovassa säteilyssä olevan eliön DNA rapistuu.

Tammingilla ei kuitenkaan ollut evoluutio mielessään. Hän käytti ajatusta entropiasta yhteiskuntaan. Yhteiskunnassakin on järjestystä, joka tuotetaan energialla ja josta on seurauksena jätettä. Kaaoottisessa tilanteessa yhteiskunnat voivat ajatua hyvin erilaisiin tiloihin. Voi syntyä uusi parempi hallinto, sisällissotia tai valtion hajoaminen.

Sillä klassisessa termodynamiikassa meillä on tarkastelussa lämpötilan mittaaminen. Kyseessä on lämmön virtaamisesta josta voidaan tehdä matemaattisia laskelmia. Meillä ei kuitenkaan ole tapaa mitata järjestäytyneisyyttä samassa mielessä ; Toki sekin on mahdollista joissain erikoistapauksissa, mikä mahdollistaa Prigoginen havainnot. Kuitenkin monesti tuloksen epätodennäköisyyden tarkka arviointi on vaikeaa. Järjestykseen olevat laskelmat ovat hieman erilaisia. Itse asiassa voidaan sanoa että entropia -termillä on kaksi hieman erilaista merkitystä ; Klassisessa termodynamiikassa entropia tarkastelee läsnäolevaa energiaa ja informaatioteoriassa entropia mittaa epävarmuutta, epätodennäköisyyttä.
1: Tanning puhuu järjestystä eikä ota esiin kompleksisuutta. Tähän virheeseen törmää kreationistien parissa aina ja toistuvasti. Epätodennäköisyys on sekin hieman eri asia kuin kompleksisuus, itse asiassa epätodennäköisyys tässä yhteydessä on nimen omaan pientä kompleksisuutta, järjestystä. Tästä voisi tehdä mantran ; Uncertainty ≠ Disorder ≠ Complexicity. Näiden yhdistäminen on virhe, tarkalleen ottaen ekvivokaatio. Ilmiöiden yhteys ja erillisyys on näissä kohden itse asiassa aika vaikeaa. Niiden välillä on toki yhteyksiä, mutta ne eivät ole sama asia. Ja tilanne tulee katsoa juuri kyseisen systeemin mukaan.

Merkityseroilla on suuri vaikutus käytettyyn argmenttiin ; Esimerkiksi rinnastus jätteisiin on hieman ongelmallinen, koska esimerkiksi rautanaulan ruostuminen, joka ihmisen mielessä liittyy epäjärjestykseen, on termodynaamisesti tarkastellen nimen omaan järjestäytymistä.

Tosin tällä ei liene hirveästi merkitystä talousteorian kohdalla, koska kyseessä on enemmänkin analogia, vertaus, joka ainakin minulla helpottaa asian ymmärtämistä. Tammingin ajatus on kieltää "ilmaiset lounaat". Esimerkiksi pörssin raha leijuu ilmassa ja konkretisoituu. Mutta mistään ei saada ilmaista rahaa. Sillä jos vaihdat osakkeet voitolla rahaksi, tämä on napattu pois. Kyseessä on joidenkin ihmisten tappio. Pörssin raha on virtuaalista, ja se voi heilahdella. Mutta hetki jona se muutetaan konkreettiseksi rahaksi on vaihdon hetki, jossa on voittajia ja häviäjiä. Osakkeissa voittanut jakaa pärjäämisensä useiden muiden kustannuksella. Kuitenkin yhteiskunnalla on mahdollisuus. Se voi pärjätä kriiseissä parantamalla järjestelmää. Ja toisaalta avoimessa systeemissä järjestyksen lisääntyminen on mahdollista.

Pidän vertauksen tiederakenteesta osittain. Ja itse yhteiskunnallisesta argumentistakin pidän sitäkin enemmän.

Sanoista mittaa

Salausten purkamisessa frekvenssianalyysi on tehokas työkalu. Syynä on se, että kielissä kirjaimet eivät ole yhtä yleisiä. Ja toisten kirjainten jälkeen ei ole aivan mitä tahansa kirjaimia. Toisin sanoen kielessä kirjaimet eivät ole toisistaan riippumattomia. Näin tekstiin syntyy redundanssia, joka eroaa satunnaisuudesta. Näihin tarttumalla analyysissä voidaan päästä eteenpäin. Jokaisella kielellä on hieman omanlaisensa kirjainyleisyys, joten frekvenssianalyysi voi ilman muuta taustainformaatiota kertoa jopa sen, mitä kieltä jokin salakielinen viesti on.

Viestin sisältöä voidaan tarkastella tietysti myös hajeen, entropian, kautta. Shannonin informaatioteoriassa tällä onkin suuri merkitys: Hän esittää että mitä suurempi entropia viestissä on, sitä satunnaisempi se on. Ja sitä enemmän se sisältää järjestystä. Tämä järjestys taas on informaatiota. Frekvenssianalyysi perustuu tietoon kielestä ; Kielellä on havaittu olevan tiettyjä lainomaisuuksia. Kielessä on järjestystä.

Salakielisen viestin purkamisessa "ilman avainta" tämä järjestys on kiinnostava löytää, koska se auttaa viestin purkamisessa.

Esimerkiksi suomen kielessä Q on sanoissa hyvin harvinainen kirjain. A on melko yleinen. Tästä saanee hyvän esimerkin siitä, mitä kävi kun pistin frekvenssianalyysin parista arpomastani bloggauksistani:

Toinen esimerkki on otettu tekemällä sama isommasta otoksesta. Tässä erottelin isot ja pienet alkukirjaimet. Ja koska isot kirjaimet näyttivät vaakaviivalla, tein kolmannen käyrän, jossa isojen ja pienten kirjainten erot on tasattu: Isot kirjaimet saivat painokertoimen, jonka kautta isojen ja pienten kirjainten keskiarvo pysyy samana. Näin sain aikaan näkyvän piikin, joka voi olla mielenkiintoinen. Näin ollen keltaisessa käyrässä on "isojen kirjainten määrä on yliedustunut" tunnetulla tavalla. Mutta samalla kirjainten esiintyvyysyleisyys tulee selvemmin esiin:Tämänkaltainen empiirinen tieto siitä, että eri merkit ovat tavallisempia auttaa viestien purkamisessa. Voidaan nimittäin arvata että viestissäkin luultavasti on yleisemmin jotain merkkiä kuin jotain toista.

Tätä voidaan kiertää monilla tavoilla salausjärjestelmissä. Itse asiassa hyvät salausmenetelmät pyrkivät tähän. Yksinkertaisia keinoja asiaan tunnetaan useitakin. Esimerkiksi kuuluisa mutta selvittämättä jäänyt sarjamurhaaja "ZODIAC -killer" käytti salaamisessaan menetelmää joka vaikeutti frekvenssianalyysiä ; Yleisille kirjaimille oli useampia symboleja joita käytettiin kirjaimen yhteydessä satunnaisesti. Näin yleinen merkki en antanut itseään ilmi. Viesti selvisikin "osittain arvaamalla" : Koodin purkanut ajatteli että sarjamurhaaja kirjoittaisi viesteihinsä usein lyhyehkön englannin kielen sanan "kill". Tämä viestin sisällön epäsatunnaisuus auttoi asiassa eteenpäin.

Tämä melko yksinkertainen esimerkki kertookin laajemmasta ilmiöstä : Tehokkaissa salausjärjestelmissäkin lopputuloksena on hajeen kasvua. Viestissä ei ole mitään arvattavaa säännönmukaisuutta joka tarjoaisi jonkun kikan johon koodinpurkaja voisi tarttua. Tämä on sinällään mielenkiintoinen yhteys, koska myös pakkausjärjestemissä syntyy suuri haje ; Syynä on se, että satunnaisuus tuottaa helposti sellaista jossa on "paljon rakennetta". Kun muistamme Shannonia, tämä voi tuntua ihmeelliseltä ; Satunnaisuushan kertoi juurikin informaation ja säännönmukaisuuksien puutteesta. Kuitenkin salaviestissä tuntuu olevan "merkitys".
1: Arkiajattelu ajaa tässä kohden siis harhaan. Sillä, mielenkiintoista kyllä, frekvenssianalyysi, jonka avulla saadaan kaivettua esiin vaikkapa salakielisenviestin merkitys, ei itse asiassa käsittele lainkaan merkitystä. Sen sijaan siinä katsotaan kielen rakennetta joka on induktiivisten tutkimusten avulla liitetty kieleen. Tämä ei ole sinällään yllättävää, koska merkitys on pohjimmiltaan mielivaltainen sopimus. Eri kielissä sama asia sisältää erilaisia viittauksia. "cat" ja "kissa" viittaavat samaan kohteeseen. Periaatteessa joku voisi aloittaa uuden kielen jossa merkkiyhdistelmä "koira" merkitsisi samaa kuin sana "kissa" suomen kielessä.
2: On hyvä muistaa että me kaikki myös pakkaamme esimerkiksi zippaamalla vaikkapa pelejä tai sähköpostiviestejä. Pakkaaminen johtaa viestin entropiatason nousuun, säännönmukaisuushan lisäsi entropiaa. Näin saadaan syntymään mielenkiintoinen viittaus algoritmiseen kompleksisuuteen.

Tässä kohden mukaan voidaan ottaa myös Zipfin laki. Sekin on hieman frekvenssianalyysin kaltainen. Siinä jos jonkin merkkijonon sisältö otetaan käsittelyyn, ja esiintymien todennäköisyys laitetaan Zipfin kaavioon, on satunnainen tulos vaakasuora; Toisin sanoen yksittäiset merkit tai vaikkapa merkkiyhdistelmät ovat kaikki suunnilleen yhtä yleisiä. Sen sijaan kielissä syntyy jonkinlainen laskeva käyrä, joka näyttää että merkit eivät ole satunnaisia. Tämän huomaa vaikkapa tekemällä yleisyyspainotuksen aineistolle, josta tein aikaisemmin frekvenssianalyysin:Kuten blogauksissani, on kielissä yleisemminkin tämäntapainen yleisyysjärjestys. Tälläisen jakauman löytyminen vihjaa siis siitä, että niissä voisi ajatella olevan informaatiota, joka voi olla vaikkapa viesti.

Tämä on empiirinen havainto kielistä. Sen keksi ensin Harvardin kielitieteilijä George Kingsley Zipf. Idea tiivistyy seuraavaan kaavaan : jos kielessä on jokin n:nneksi käytetyin sana, merkki tai jonkin muun mitattava yksikkö kuten vaikkapa äänne, on niillä erikoinen käyttötiheys. Zipfin mukaan luonnollisessa kielessä on käänteisesti verrannollinen lukuun n. Zipfin laki on empiirinen tulos, eikä teoreettinen malli. Se ei itse asiassa sano että kielessä olisi pakko olla tämänlainen rakenne.
1: Kielitieteellinen tutkimus vuodelta 2005 nimeltään "True reason for Zipf's law in language" esitti huomion, että yleisimmin analysoidut kielet, kuten englanti, ranska ja muut kielet noudattivat Zipfin jakaumaa. Sen sijaan huomattiin että kiinan kieli onkin tässä kohden poikkeus ; Kiinan kieli lakkasi noudattamasta Zipfin jakaumaa Qin -dynastian jälkeen. Syyksi tutkimus esitti sen, että uusien kiinan sanamerkkien luominen ja merkistön satunnainen muuttuminen on hitaampaa. Näin ollen kielen satunnaismuutokset johtaisivat Zipfin lain syntymiseen.
___1.1: Tämä onkin hyvin mielenkiintoinen huomio, sillä tiedetään että Zipfin laki tosiaankin liittyy muuhunkin, kuin kieleen ; Esimerkiksi kaaosteoriassa on huomattu että esimerkiksi iteratiivisissa järjestelmissä zipfin jakaumia syntyy; Kun järjestelmän lopputulos on "seuraavan kierroksen alku", syntyy juuri tämänlaisia rakenteita. Näin ollen jakauma on myös itseorganisaatioon kuuluva rakenne. Tästä päästään esimerkiksi kieleen : Esimerkiksi geenitutkimuksessa "Linguistic Features of Noncoding DNA Sequences" vuodelta 1994 osoitettiin, että Tilke-DNA noudattaa Zipfin lakia, ja varsinaiset toimivat geenit eivät. Intelligent Designin kannattaja ja YEC - Kreationisti Salvador Cordova innostui löydöstä, koska ei muistanut tätä rakenteen synnyn osuutta asiaan.
_____1.1.1: Salvador Cordovan harmiksi tämäkin on itse asiassa malliesimerkki siitä, miten viestien tunnistaminen muusta ei suinkaan perustu minkäänlaiseen lainomaisuuksien ja satunnaisuuden eliminointiin. Toki esimerkiksi GMT1 -havainnon säännönmuaksiuus tulkittiin säännönmukaisuutensa vuoksi viestiksi, ja tästä tulkinnasta luovuttiin koska havaittiin että rytmisesto toimivat pulsarit olivat niiden lähde, eikä mikään avaruussivilisaatio. Mutta tämä on "systemaattisen virheen" karsimista. Itse tunnistus siis perustuukin täysin tiettyyn positiiviseen rakenteeseen, ei eliminointiin. Eliminointi on varmistamiseen liittyvä huolellisuuskysymys. Ei gravitonienkaan metsästys perustu kaikkien värähtelyjen eliminointiin, vaikka hiukkaskiihdyttimen rakentamisen ja kalibroinnin kohdalla onkin korostettu sitä, miten muut vaikutukset, kuten vaikkapa junien aikaansaama värinä, saadaan minimoitua ja huomioitua.

Itse asiassa kielellä on kompleksisuuden ja lainomaisuuden lisäksi yksi hyvin tärkeä rakenne. Se on "ennustettavan pätkän pituus". Laurance Doyle, joka on SETI -tutkija on esimerkiksi tuttu niille, joita kiinnostaa ikään kuin ääntelyn lauserakenne. Hän nimittäin auttoi todistamaan sen, että delfiinit kommunikoivat keskenään. Hän havaitsi että delfiinit ymmärtävät "5 sanan" kokonaisuuksia, lauseita, kun taas ihmisten kirjakielissä on 8-10 sanan mittaisia lauseita. Tämä tuo esiin uuden tarkastelutason ; Tässä ideana on nimittäin se, että siinä missä frekvenssianalyysi tai Zipfin lain hakeminen laskee koko merkkijonon jakaumaa, voidaan asiaa tarkastella eri mittaisina pätkinä. Jokin viesti voi olla melkoisen ennustettava vaikkapa 5 merkin pätkissä, mutta pidemmät osat ovat toisistaan riippumattomia. Jos tilastollisesti voidaan arvata mikä sana on viiden merkin jälkeen, mutta jos ei ole mitenkään ennustettavissa mikä sana toistuu jotain kuuden äänteen jakson jälkeen, se viittaa siihen että vastaanottajan ei tarvitse käsitellä viittä merkkiä pidempiä yhteyksiä. Ajatus voi olla hankalasti hahmotettava, mutta se muuttuu kenties ymmärrettäväksi jos huomataan että pelkkää pakattavuutta ja kompleksisuutta katsoessa katsotaan koko merkkijonon kokonaisuustarkastelua, kun taas tässä kohden tarkastellaan "viestin ennustettavuutta" eri mittaisissa pätkissä ja katsotaan minkälaisia eroja näissä "tarkastelun mitoissa" syntyy keskenään.

Siitä, miten juopot päätyvät väistämättä katuojaan.

Usein, kun ajatellaan mitä luonto tuottaa, lähestytään asiaa luonnonlakien kautta ja sattuman kautta.

Luonnonlakien kohdalla ajatellaan helposti (1) vaivattomasti havaittavaa säännönmukaisuutta, joka tuottaa toistuvia asioita ; Asiat tekevät aina saman asian. Näin käy esimerkiksi, kun tiili tipahtaa pöydältä lattialle tai kun joki virtaa kohti merta tai planeetat kiertävät radallaan. Tälläinen on "näkyvää yksinkertaisuutta". (2) Toisaalta mukaan tulee fraktaaleista ja kaaosteoriasta tutut tilanteet, jossa muutama laki tuottaakin jotain joka näyttää hyvin kompleksiselta, vaikka tosiasiassa se onkin pohjimmiltaan yksinkertaista. Näiltä osin ihminen sekoittaa lain helposti sattumaan, ja hän näkee tälläisen helposti jopa epätodennäköisenä ihmeenä. "Näennäistä kompleksisuutta." (3) Sattuma taas tuottaa helposti kompleksisuutta, jossa ei ole mitään toistuvaa.

Näiden lisäksi voidaan saada vielä yksi muoto. Stuart Kauffmannin näkemys elämän synnystä voisi olla tästä malliesimerkki. Hänen mukaansa elämä ei synny automaattisesti tietyissä olosuhteissa. Sen sijaan hän uskoo että tietyt olosuhteet johtavat itseorganisaatioon, ja näissä olosuhteissa elämän syntyminen olisi melko todennäköistä. Ei siis olisi mitään lakia joka ohjaa väistämättä kohti elämää, mutta se ei silti ole mitään sellaista jossa elämä olisi pelkän sattuman tulos.

Sama asia tapahtuu eliökunnassakin. Keskiarvoa katsoen elämän kompleksisuus näyttää kasvavan. Ajan mittaan syntyy uusia rakenteita. Toki moni eliö on pysynyt rakenteiltaan hyvin samanlaisena pitkiä ajanjaksoja, ja osa elimistä voi kadota. Eliöt voivat siis myös menettää rakenteita. Mutta trendi näyttää olevan, että elämä on muuntunut yksinkertaisesta monimutkaiseen.

Gould lähestyi asiaa sillä logiikalla, että tämä ei kerro mistään universaalista monimutkaistavasta laista. Hän lähti siitä, että ensimmäiset eliöt olivat todennäköisesti hyvin yksinkertaisia. Tätä kautta sillä ei ollut varaa yksinkertaistua, koska koko toiminto loppuisi tähän. Gould korostikin, että elämän yksinkertaisuudella on oltava jokin raja, se on luultavasti kovin yksinkertainen, mutta vaikka se olisi miten yksinkertainen, se on kuitenkin raja. Näin ollen muutokselle voi olla vain yksi suunta. ; Monimutkaistuminen ja yksinkertaistuminen ovat molemmat satunnaiskulkua.

Hän rakensi asiasta selventävän kuvauksen juopon merimiehen kävelystä. Hänen kuvauksessaan juoppo nojaa tiiliseinään ja lähtee haparoimaan satunnaiseen suuntaan. Seinä estää tämän kävelyn tiettyyn suuntaan. Näin ollen ajanhetkenä A Juopon todennäköisyys kulkea seinän suuntaan on sama kuin siitä poispäin. Mutta joskus seinä estää liikkumisen. Tästä seuraa erikoinen lopputulos: Tilastollisesti juopon sijainti on poispäin seinästä. Jos jonkun matkan päässä seinästä on katuoja, juoppo päätyy sinne. Ei siksi, että hän hakeutuisi siihen. Mitä kauemmin aikaa vierähtää, sitä kauempana juoppo on keskimäärin seinästä. Tämä on seuraus yksinkertaisesta todennäköisyyslaskennasta.

Gouldin mukaan eliökunnan kompleksisuuden määrä vertautuu juoppoon. Se on lähtenyt seinän vierestä, joten tottakai eliökunnan keskimääräinen (ja eliökunnsta löytyvä maksimaalinen) kompleksisuus on kasvanut ajan muttaan. Tätä diffuusiota ei pidä kuitenkaan pitää minään kompleksisuuteen hakeutumisena. Se on diffuusiota joka on seurausta satunnaisesta yrittämisestä.
1: Tosin tässä kohden on hyvä huomata, että bakteeritkaan eivät ole mitään "evolutiivisia jäänteitä". Bakteereihin kohdistuu evoluutiota samaan tapaan kuin muihinkin osiin. Siksi esimerkiksi kreationistien suosima "bakteerien yksinkertaisuutta on liioiteltu" -heitot eivät toimi siten kuin on tarkoitettu.

Evoluution kannalta sopeutuminen muuttaa tilannetta hieman. Se tarjoaa tilaa näkemykselle, jossa mukana on ikään kuin seinä, joka sekin liikkuu ajan mittaan kohti katuojaa. Syynä on kilpailu ; Jos kaksi lajia kohtaa ja molemmilla on sama ekologinen lokero, toinen laji karsiutuu. Sopeutuminen ei ole välttämättä samaa kuin kompleksisuuden hakeminen. Joskus parempi sopeutuminen kuitenkin pitää sisällään sen, että on erilaisia ja erilaistuneita rakenteita.

---

Toki luonnossa mutkikkuutta voisi ottaa myös kvanttifysiikan kautta ; Kvanttitietokoneella on havaittu jännittäviä ominaisuuksia, joilla muutoin mahdottomat laskennalliset ongelmat muuttuvat käsiteltäviksi. Näin esimerkiksi muutoin laskennallisesti erittäin raskaita salauksia voitaisiin murtaa helposti ja esimerkiksi kauppamatkustajan ongelma ratkeaa helposti. Kvanttifysiikka on osa luontoa, mutta siihen liittyy spekulatiivisia piirteitä, eikä se oikein sopinut muutenkaan tähän "klassiseen näkökulmaan" jota tämä juttu muuten edusti.

Pieni ajatus : fraktaalielämää.

Joidenkin ihmisten mielialat liittyvät ulkona olevaan säähän. Minä tiedän sen, koska olen itse heitä. Aurinkoisena päivänä, jolloin ilmankosteus on siedettävällä tasolla ja lämpötila siinä hieman +20 paremmalla puolella, on helposti mukavaa. Kun ulkona on pimeää, kylmää, kuraista ja tuuli puhaltaa naamalle -4 asteista alijäähtynyttä räntää, on mieliala toinen.
1: Tieteenfilosofisesti ajatellen olen kertonut korrelaation. Klassisesti näihin sanotaan että en voi suoraa väittää edes tilastollisa syy-yhteyttä asioiden väliin johonkin tiettyyn järjestykseen. Kuitenkin vain harva on sitä mieltä että minun mielialani muuttavat säätä. Useampi on sitä mieltä että sää muuttaa minun mielialaani. Kenenkään mielestä kysymys ei ole käsiäänestyksestä vaan occamin partaveitsestä.

Sääesimerkin nostin asian esiin, koska yllä oleva on esimerkki siitä miten maailma vaikuttaa ihmisen fysiologiaan: Kylmissäni ruumiini toimii eri tavoin kuin helteessä. Esimerkiksi stressi on sitä, kun sosiaalinen ympäristö vaikuttaa niin että ruumiin kemiallinen toiminta muuttuu. Ja tunnetusti geenit voivat vaikuttaa -ainakin hieman- käytökseen. Kun geenit vaikuttavat käytökseen ja käytökset geeneihin, saadaan mukaan itseensä vaikuttavat kehät. Nämä taas sallivat kaaosteorian käytön. Tämä juttu on varattu tälle ajatusleikille.

Leikin taustoitus.

Kaaosteoriassa jännittävin piirre on se, miten pienet muutokset vaikuttavat systeemeissä muuttaen tilannetta hyvinkin paljon. Pierre-Simon Laplace esitti että jos luonnonlakeihin luottava fyysikko newtonilaisessa maailmassa saisi tietää maailman jokaisen asian tilan, hän voisi ennustaa koko tulevaisuuden.

Laplace tosin itse asiassa ajatteli että todellisuudessa maailma ei antaisi tätä kaikkea tietoa, ja tämän tietämättömyyden ihmettely oli hänelle olennaisempi. Moni ajattelisi että sattumalla tai vapaalla tahdolla voitaisiin rikkoa ennustettavuus. Eli se, että maailman tilasta ei voida saada kaikkea tietoa koska luonnonlait "eivät riitä", koska maailmassa on muutakin. Kaaosteoria tekee saman, mutta pysyen silti täydellisen deterministisessä maailmassa. Lopputulosta ei voi ennustaa, koska mittaustarkkuudella on rajat. Pienikin muutos tilassa voi johtaa suuriin muutoksiin myöhemmin ja vielä suurempiin vielä myöhemmin. (Ja ehkä jossain vaiheessa eroja ei sitten taas olekaan..)

Varsinainen leikki.

Moni ihmettelee miten mutkikkaasti ja joskus vaikeasti ennustettavasti ihmiset toimivat. Moni ajattelee että vapaa tahto tekee ihmisen elämästä mutkikasta. Tämä on luultavasti totta. Ainakin itse koen valinneeni elämäni aikana asioita tahdollani. Osa selittää että satunnaiset impulssit ohjaavat ihmistä, eli hän ei olekaan viisas tai valitsija, vaan eräänlainen mielivaltainen arpajaiskone. Tämä tuntuu uskottavalta, ainakin kun miettii miten mitättömiä ja harkitsemattomia monet tekemäni teot ovat. Ajattelin vielä mutkistaa tilannetta lisää : Kun ihmisessä on sisäänrakennettu piiri joka tarjoaa mahdollisuuden kaaoottiseen toimintaan, on elämässä tätäkin kautta ennustamattomuutta. Kauniiksi tämän viimeisimmän tekee tietysti se, että ollessaan rekursiivista se tekisi elämästä fraktaalinomaisempaa. Joku pitää determinismiä ahdistavana, mutta fraktaalisena sekin maistuu paljon vähemmän pahalta. Tai ainakin näyttää nätimmältä.

---

Tämä juttu ei ole aivan tyhmä, mutta sitä ei pidä ottaa liian vakavastikaan.

Ruuhka ja sukulaisten sekoittaminen.

Tänä viikonloppuna istuin paljon autossa. Istuin, koska en osaa ajaa. Piti olla monessa paikassa. Ja tietenkin asioita unohtui, ja niitä täytyi noutaa. Ja ajoitukset oli luonnollisesti tehty arvioiden perusteella, joita tehtiin muun muassa ylinopeutta ajavien tietoihin perustuen. Tätä kautta voidaan päästä ruuhkaan.

Ruuhkahan tarkoittaa oikeastaan kahtaa asiaa. (1) On paljon autoja. Tämä on tietenkin vain "välttämätön mutta ei riittävä ehto". Tarvitaan lisäksi lisäehto (2) Tapahtuu jonottamista.

Jonottamiskohta on "filosofisesti" tärkeä, koska iso määrä autoja voisi vain edetä sujuvasti. "Käytännön tasolla" se on miltei automaattinen seuraus, koska aina joku autoista hidastelee, tukkii kaistan. Tai ajaa hiljaa ohituskaistalla. Jonottamistilanne seuraa automaattisesti kun autoja on tarpeeksi, koska teillä on tietty "vetokyky". Eli jos autoja pistetään tiet täyteen, niitä voi edetä vain tietty määrä autoja. (Koska autoilla on tietyt nopeudet joita ei voi lain -ihmisten tai fysiikan- mukaan ylittää.) Tätä kautta tietä voidaan joutua leventämään - tai oikeastaan niitä levennetään, tehdään useampia kaistoja.

Yhdessä ruuhkien käsittelytavassa käytetään apuna kaaosteoriasta otettuja elementtejä, joissa pienet muutokset alkutiloissa aikaansaavat suuria muutoksia. Tämä onkin selvää, koska esimerkiksi jos auto A jarruttaa vaikka siilin vuoksi, sen takana oleva auto joutuu hidastamaan myös, tai tulee kolari. Molemmissa tapauksissa takana oleva liikenne joutuu kohtaamaan esteen. Jos kolaria ei tule, ruuhkan aiheuttaja ei itse jää aikaansaamansa tulppaan. Hauskana esimerkkinä tälläisestä "sattuman synnyttämästä tulpasta" on se, kun menin kerran Hyvinkäälle erääseen paikkaan autokyydillä. Kyyditsijä valitsi sivutien, koska päätiellä oli ruuhkaa tietyön vuoksi. Tie oli pieni ja kapea ja suora ja eteen tuli leikkuupuimuri. Ne kulkevat aika hiljaa. Ja tie oli pitkä. Meni pitkän matkaa ennen kuin paikka jossa mahtuu kääntymään löytyi.

Ruuhkat voidaan nähdä myös suhteessa ihmisten odotuksiin. Tässä avainasemassa on reitinvalinta. Jos kaikki luulevat että tietty reitti on lyhyt, liikenne voi kulkea sitä pitkin ja syntyy ruuhkia jotka hidastavat kulkua. Jokin toinen reitti voi samanaikaisesti olla aivan autoton ja sitä pitkin voisi päästä nopeammin perille.

Ruuhkassa on on eräänlainen yhteismaan tragedia. Koska tiet ovat vapaassa käytössä, ei kenelläkään ole yksittäisoikeutta siihen. Sen sijaan muu voi käyttää sitä hyväkseen. Siksi tienkäytössä oleva "opportunistin riski" on pieni: Monesti käy niin että jos ei itse käytä jotain tien osaa, joku muu käyttää. Moni tietääkin minkälainen ruuhka syntyy, kun sekä varsinainen kaista että ohituskaista täyttyvät ja molemmissa on yksi hidastelija. Takana tulevien on pakko hidastaa tai tulee kolari.

Tietenkin näitä kaikkia yritetään estää liikennesuunnittelulla. Liikennevalot estävät kolareita että antavat "pysyviä virtauksia", jossa ei risteyksessä ensin opportunistisesti odoteta että milloin saadaan hetki, josta seuraa hidastusta ja nopeutusta sisältäviä "ruuhka -aaltoja". Leveämmät tiet, ja tieverkon parantaminen tarjoavat lisääntynyttä kapasiteettia ja vaihtoehtoisia reittejä.

Kun taas itse katsoin ruuhkaa, ne näyttävät hauskoilta. Esimerkiksi työpaikan taukopaikan ikkunasta näkyy alamäkeen ruuhkaista tietä ja näkymässä on myös yksi Helsingin ruuhkaisimmista risteyksistä. Niiden kautta on tullut mietittyä ruuhkaa sovellettuina boidseina. Tämähän on Reynoldsin ohjelmoima parveilua käsittelevä dynaaminen malli: Siinä on tehty yksittäisiä pisteitä, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa. Niillä on siis ensisijaisesti paikka, nopeus ja suunta. Niillä on yksinkertaisimmillaan pyrkimys mennä lähelle toista parveilevaa toveria (mikä toteutuu autoilla, turvavälistä pitää muistuttaa koska ihminen haluaa ajaa toisen perässä että toinen ei kiilaa hänen ja edessä olevan auton väliin.). Ne pyrkivät myös olemaan ´törmäämättä, eli boidsit erkanevat jos jokin yrittää tulla liian lähelle (autoissa edessä oleva hidastaa, toinen ei aja iloisesti perään vaan pitää pienen turvavälin ja hidastaa itsekin.) Lisäksi boidesissa on taipumus mennä kohti paikallisten parvessa olevien keskipisteeseen ja taipumus ajaa kohti keskimmäistä parven jäsentä. Nämä eivät toteudu autojen kohdalla. Sen sijaan mutkikkaampien boidsversioiden maaliin pyrkiminen (autolla mennään usein paikasta A paikkaan B) ja halu kiertää esteitä (kuten autotien reunat) ovat osuvia. Tätä kautta ruuhkassa on kyse eräänlaisesta soluautomaatista, joka reagoi lähellään oleviin pisteisiin tiettyjen sääntöjen kautta. (Mistä on boidsejen kohdalla selvästi kyse.) Toki liikenne on mutkikkaampi. Esimerkiksi auton suuntaan ja nopeuteen voi vaikuttaa tavoite, ja ne voivat muuttua matkan varrella. Kun huomataan että piilolasikotelot ja -neste unohtuivat. Silti voidaan sanoa että liikenne "ulkoapäin tarkkailtuna ja mallinnettavana kohteena" liittyvät Swarm Intelligence:en. Liikenne toimii tietyllä tavalla vaikka sillä ei ole yksittäistä hallitsijaa. Sitä toki ohjataan muun muassa liikennesäännöillä ja tieverkoilla, mutta lopullinen ratkaisu on se kuskien päätösten summa, joka näissä raameissa - ja joskus hieman niiden ulkopuolellakin - sitten tehdään.

---

Tämä idea on saatu ruuhkassa. Ja sen esiversiolla on nukutettu ihmisiä. Jatkoversiota on tehty hiljaisuudessa. Mikä on luonnollisesti lohtua antava ja kanssaolijoille mukava asia.

Vakio vai muuttuva.

"Ilmastomuutos??
Siis se, joka nosti varhaisella keskiajalla lämmöt Euroopassa niin korkealla, että Englannissa viljeltiin viiniä??
Ja se sama, jonka aikana hirmuliskot marssivat maan päällä ja nauttivat n. 5 astetta korkeammasta keskimääräisestä lämpötilasta kuin me paavot tällä hetkellä?
Ilmastomuutos, joka jäädytti kesät ja sadot pienen jääkauden aikana Suomessa n. 400 vuotta sitten?
Olen ihan ymmällä. Mistä ilmastomuutoksesta on kysymys?"
(tuntematon)

Minulla ei ole, laiskuuden ja poliittisen ignoranttiuden vuoksi, varmuutta siitä tapahtuuko ilmaston lämpenemistä vai onko se vain isoa kinastelua. Se, mitä tiedän ilmastosta, on se, että se on aika mutkikas aihe. Ja kun siihen liittyy myös kaaoottisia ominaisuuksia, voi pieni muutos tehdä isoja muutoksia lopputilaan. Toki ymmärrän että tasaaviakin voimia on. Vuodenajat suuntaavat säätä paljon. Talvella on kylmä ja kesällä kuuma. Saharassa on lämmin ja pohjoisnavalla kylmä. Tätä kautta tietojen käsittelyn kanssa pitäisi olla extratarkka. Ilmiö vaatii siis selvästi harvinaisen paljon tutustumista. Vaikuttavia ja mahdollisesti vaikuttavia elementtejä, jossa mukana on kosmista auringon ja maan asemaa sekä eliökunnan tilaa (kasvit kuluttavat yhteyttäessään hiilidioksidia), että monia muita asioita. Ihminenkin on vielä yksi potentiaalinen vaikuttaja. Kaikki pitäisi osata jotenkin fiksusti sitoa yhteen. Minusta tämä on isompi haaste, kuin voisi luulla.

Kuitenkin kaikista erikoisinta on se, että henkilö luettelee luonnolliseen ilmaston muuttumisen viittaavia asioita. Ennen on ollut lämpimiä ja kylmiä kausia. Hän kertoo miten eri aikoina on ollut lämmintä. Joten ilmastonmuutosta pitäisi epäillä. Se, mikä tässä on olennaista tajuta, on se, että ilmaston muutoksen voi falsifioida, vääräksi osoittaa, sillä että ilmaston keskilämpötilan osoittaa vakaaksi. Tässä tapauksessa taas kerrotaan siitä, että ilmaston lämpötila muuttuu. Siis miten niin ilmastonmuutos ei ole järkevä puheenaihe? Ilmasto ainakin voi selvästi muuttua. Siksi siihen vaikuttavista elementeistäkin on fiksua esittää asioita.

Samoin, ekologian kautta, on selvää että perhosesimerkki kertoo siitä että ilmasto on viime aikoina lämminnyt. Tätä kautta ilmastonmuutosteoria saa tukea, koska ainakin ennustaa tämänkaltaisia muutoksia. Perhonen ei tässä kohden ole vain perhonen, koska se elää tietynlaisissa lämpötiloissa jne. olosuhteissa. Kannanmuutokset johtuvat yleensä ottaen jostain syistä. (Ilmaston lämpenemisen voi siis saada tukea tällä tavalla epäsuorasti ilman että lämpömittaria edes kaivetaan repusta.)

Ongelmana on tietysti se, että tämä perhostelu voi olla lyhytaikaista, ja irrelevanttia. Valitettavasti muutosten pysyvyyttäkään ei esimerkeissä kumottu. Jääkausikin kuitenkin kesti erinäisen kauan aikaa. Eikä ne hirmuliskotkaan tainneet viettää vain "yhtä kuuminta vuotta". Pidempiaikaisuuskin on siis ainakin mahdollista.
1: Eli me tiedämme, että ilmakehän lämpeneminen ainakin 5 astetta kuumempaa kuin nykyisin, ja muutos voi kestää ihmisiässä katsoen pitkään. Niinhän on käynyt jo dinosaurusten aikana. Tämä mahdollisuus vaikuttaa maailmaan sen verran paljon, että mahdollisuutta tulisi tutkia vakavasti. Ja vaikka ihmisillä ei olisi mitään tekemistä sen kanssa, siihen varautuminen olisi oleellista.

Toinen asia, mikä tässä tulee selväksi on "trendi". Ehkä esimerkkejen tarkoitus oli nostaa esiin sitä, että jääkausi ja kylmä kausi nollaavat toisensa, eli ilmastossa on paljon luontaista vaihtelua. Ehkä näin on, mutta tämä ei vielä sinällään "poista trendiä" : On järkevää puhua kuumemmista kausista ja jääkausista. On siis järkevää puhua ilmaston lämpenemisestä ja viilenemisestä.
1: Samaan tapaanhan sekä sade että haihtuminen on järkevä elementti vaikka ne yhteenlaskettuna "nollaavatkin toisensa". (Luultavasti aika tarkkaan jopa määrissä: Ilmakehään haihtuu meristä kosteutta, eikä siellä voi olla sitä sitä loputtomia määriä, joten sitä sataa ainakin jossain tasapainopisteessä alas likimain saman verran.)

Toinen asia on tietysti tekijä. Se, mikä ilmaston muuttumisessa vaikuttaa.

Väite saa edes hitusen arvostusta, jos siinä yritetään selittää että ilmasto on muuttunut aina, ja että se on luonnollista. Ja että muutoksissa ei ole mitään tekemistä ihmisten vaikutusten kanssa. Kuitenkin argumentti tuollaisenaan on siltikin melko huono. Se on sama, kuin väittäisi että koska luonnossa on luolia, jotka ovat syntyneet luonnollisesti, ei ihminen voi rakentaa taloja. Tai että ihmisten vesiputkistoteoria olisi väärä koska joet virtaavat luonnollisesti. Luonnossa moniin asioihin vaikuttavat monet asiat. Se, että osoittaa että yksi asia on vaikuttanut, ei tarkoita että muut asiat eivät vaikuttaisi.

Moni varmasti ajattelee, että ihmiskunta ei voi omistaa jumalallisia ominaisuuksia. "Sään ja ilman säätäminen" ei ole se, mitä ihminen tekee ajaessaan autolla kauppaan. Kuitenkin tiedetään, että ihmisiä on paljon ja heillä kaikilla on jonkin suuruinen hiilijalanjälki. Ja kaasun sisällön vaikutus lämpötilaan on myös selvä asia. Itse asiassa vaikka ihmisen tuottama hiilen määrä olisi "kaikkeen muuhun verrattuna" melko pienikin, se voisi silti vaikuttaa.

Otan analogian metsäteollisuudesta. Oletetaan että meillä on alue, jossa kasvaa metsää. Puu uusiutuu luonnollisesti ja puita on myös aina kaatunut luonnollisesti. Joten metsänkaato mitään tahtia ei voi muuttaa tilannetta? Puita on ollut joskus vähän ja joskus paljon, tässä on luonnollista kiertoa, joten ihminen ei voi vaikuttaa siihen. (Ilmastologiikalla.) Kuitenkin on selvää, että jos puuta kaadetaan enemmän kuin mitä se pystyy uusiutumaan, puu loppuu ennen pitkää. Vaikka kaadetun puun määrä olisi vain "yhden joulukuusen verran liikaa", se kasautuisi ajan mittaan, ja lopulta puu loppuisi. Samoin jos puuta istutetaan aina vain enemmän, kuin sitä kaadetaan, metsien määrä tietenkin lisääntyy. Ja tätä kumpaakin voidaan tehdä ihmisen vaikutuksesta. Sademetsien pieneneminen on tästä hyvä esimerkki. Ihmisiä on niin paljon että meillä voi ainakin periaatteessa olla runsaasti vaikutusta.
1: Argumentatiivisesti juttua voidaan verrata esimerkiksi muuttokyyhkyyn (Ectopistes migratorius). Se oli erityisen runsaslukuinen lintulaji, se oli 1800 -luvulla maailman yleisin lintulaji. Sillä oli valtavia parvia, joiden ohilento kesti älyttömän kauan aikaa. Luonnossa on tietysti aikojen saatossa kuollut useita lajeja sukupuuttoon. Ja uusiakin on syntynyt. Muuttokyyhky on kuitenkin dokumentoidusti juuri ihmisten tappama laji. Ne olivat orjien ja köyhien ruokaa USA:ssa. Siksi niitä metsästettiin, eikä kanta kestänyt metsästystä. Aluksi taantuma tuntui pieneltä metsästyksen aloittamisen jälkeen 70 vuotta, ja se oli vain hieman taantunut. Kuitenkin seuraavien kymmenen vuoden aikana kanta romahti tästä selvästi. Syynä on tietysti lisääntyminen. Pienempi määrä lintuja myös lisääntyy vähemmän. Siksi se määrä, jota voidaan metsästää ilman että määrä pienenee, muuttuu olennaisesti pienemmäksi jos kantaa ylimetsästetään. Taikasana metsästyksessä ja ilmastonmuutoksen potentiaalisessa aiheuttamisessa on tietysti se, että ihmisiä on maailmassa "ältsin monta".

Samoin hiilidioksidin kanssa oleellista on se, että miten joustava hiilen nieleminen on verrattuna siihen mitä ulos suolletaan. Jos luonto kestää juuri ja juuri ylimääräisiä hiilidioksidipiikkejä, kuten tulivuorenpurkaukset, koska se voi toipua niistä suhteellisen pitkän aikaa, voi olla että ihmiskunnan autoilu murtaa tasapainon. Minusta oleellisin kysymys onkin siinä, kuinka "tarkoilla" luonto itse asiassa on jo luonnollisessa kierrossa. Tarkkuus tarkoittaa sekä hyötykäytön määrää, että sen joustavuutta. Jos kasvanut hiilidioksidipitoisuus vaikkapa imeytyy tehokkaammin, se suojaa muutoksilta. Sen sijaan jos sillä on kerrannaisvaikutuksia, kuten metaanin erityksen lisäämistä, onkin mahdollita että pieni muutos aikaansaa "itseäänruokkivia ketjuja". Kausaalinen takaisinkytkentä kuitenkin on mukana monissa luonnonilmiöissä. Paul Davies kertoo kirjassaan "Viides ihme" sivulla 107:

"Jos A tarvitsee B:tä ja B tarvitsee A:ta syntyy eräänlainen kausaalinen takaisinkytkennän piiri. Pieni muutos A:ssa näkyy B:ssä, ja tämä puolestaan vaikuttaa A:han ja niin edelleen kierros kierrokselta piirin ympäri. Kausaalinen takaisinkytkentä voi tuottaa dramaattisia ilmiön vahvistumisia. Jos satunnainen parannus tapahtuu A:ssa siten, että se parantaa B:tä joka puolestaan parantaa A:ta, parannukset vahvistuvat nopeasti."

Tiedän siis varmasti, että osa ilmastonmuutosta kritisoivien argumenteista on todella huonoja. Niissä on tyypillistä yksinkertaistava arroganssi: Yksityiskohtien mainitsemisella jotka ovat vain näennäisesti osuvia, jätetään itse asia syrjään. Jos argumentti ei käsittele ilmiön kannalta oleellisia elementtejä, se on vain tarinointia. Kun ilmiön mutkikkuus tekee siitä vaikean, sitä ei käsitellä näennäisyyksien luettelulla. Ainakaan mikäli itse ilmiö kiinnostaa ja sen oikeudellisuudesta haluaa varmistua.

Tämä muistuttaa vuonna 1991 Nobelin saaneen Pierre-Gilles de Gennesin kokemuksia, joista kerrotaan "Hauraat esineet" -kirjassa. Siinä hän kertoi, kuinka hän lukiolaisille luennoidessaan demonstroi ilmiön, jolle ei oltu keksitty selitystä. Hän oli saanut lukiolaisilta valtavasti selityksiä sille, miten ilmiö tapahtuu. Nämä selitykset perustuivat tietenkin peruskaavoihin, eli ne olivat selityksinä "yksinkertaisia". Näiden mieleen ei juolahtanut että asiantuntijat kenties miettivät näitä ensin. He siis kokivat voivansa - ja vieläpä nopeasti - löytää selityksen sellaiseen mihin Nobelistit eivät pysty, olettamalla että nämä ovat jättäneet lukiokirjansa lukematta. On olemassa raja, jossa yritys ratkaista ongelma on jalo ja valistunut ja osoittaa kiinostusta. Ja sellaisia, joissa henkilön oma tietämättömyys ja pätemisen tarve ovat avainasemassa.

En siis väitä että asiallista ilmastonmuutoskritiikkiä ei olisi. Mutta väitän että tuonkaltainen tarinointi tuo toki uskottavuutta tarinankerronnan tasolla. Mutta mitään varsinaisesti rationaalista siinä ei ole. Se vetoaa tunteisiin ja se ehkä emotionaalisesti tuntuu puhuvan oleellisesta, eli lämpötiloista. Se ei kuitenkaan perustele; vaikka joka sana olisi totta, se ei tarkoita mitään. Olennaiset asiat, ne jotka oikeasti vaikuttavat prosessiin, jätetään analyysin ulkopuolelle.

Ja se on se, mitä tässä on juuri tapahtunut: Voi olla että joka ikinen mainitsemani "voi olla" on väärä. Mutta juuri niiden käsittely on oleellista kun puhutaan ilmastonmuutoksen tapahtumisesta. Ja juuri niitä vaihtelussa ei käsitelty. Siinä vain kerrottiin että ilmasto on muuttunut ajan mittaan.

Siksi toivonkin ilmastonmuutosskeptikoilta vähemmän tämän kaltaisia satuiluja. Sillä jos heillä on oikeaakin asiaa, voi joku varomaton vaikka luulla tämänkaltaisten huonojen heittojen vuoksi, että kaikki muukin on samantasoista roskaa.

Susi puolivillaisissa vaatteissa.

"Filosofia on sitä, mitä tehdään kun ei vielä osata esittää oikeita kysymyksiä."
(Daniel Dennett)

Ensimmäisiä "virheperusteluja", jotka tajusin teinipoikana internetin foorumeilla on rakenteeltaan seuraava: Henkilö saapuu paikalle, ja ilmoittaa että keskustelun taso on huonoa. Hän ei kuitenkaan paranna tilannetta, eli ei tee siitä hyvää tai edes itse keskustele hyvin. Tästä erikoinen versio on henkilö, joka kertoo että "aihe ei kiinnosta", ja sitten flamettaa tästä pitkästikin, yleensä moittivaan sävyyn.

Minua hihitytti jo teininä pirusti. Sittemmin toisto on vienyt huvin.

Tämän kaltaista löytyy tietysti muualtakin. Itse asiassa filosofiassa tähän törmää melko usein. Esimerkiksi Kun "Niin&Näissä" oli aikanaan eräs Humen tekstejen analyysi, oli sitä kommentoitu vihjaten siihen kuinka tylsää tälläinen on. Olen samaa mieltä kirjoittajan vastakommentin kanssa: Jotkut aiheet kiinnostaa toisia, ja toisia ei. Aiheen "tylsyys" ei oikeastaan ole mikään argumentti, sen käyttä kertoo oikeastaan vain kommentoijan ylenkatseesta. Yleinen sääntö on tietysti se, että "jos ei kiinnosta, mene pois" Niin siihen osallistuu sitten sellaiset joita juttu kiinnostaa.

Tätä tylsyyttä on tietysti toisenlaistakin laatua. Tämä on itselleni tuttua "miekkailun puolelta". Sillä tilanne on oikeasti se, että yllättävän monesta on vain kivaa huitoa. Tylsä tekniikan toisto, jossa hiotaan yksityiskohtia millintarkasti ei kiinnosta. Etenkään sooloharjoitteena. Tätä kautta aihepiirin tiimoilla pyörii jengiä, joista tämä homma on "tylsää". Heti pitäisi päästä vääntämään tosissaan.

Sama koskee tietysti myös luonnontieteitä. On aivan normaalia, että valtaosa opinnoista keskittyy kaavoihin ja yhtälöiden ratkaisuun. (Ainakin aluksi, itselläni on vain joitain avoimen yliopiston suoritteita taskussa.) Karu todellisuuden selvittäminen voi olla tässä kaukana. Mutta luonnontieteen perushenkeen kuuluu myös se, että "vain sellaista jonka voit ymmärtää, voit kritisoida". Jos siis ulkoa opittavat yhtälöt joita on kasassa koska tutkimusta on tehty paljon, ja niiden interaktiot eivät "kiinnosta" kannattaa valita "jokin muu ala". Filosofia voi olla erinomaisen hyvä. Etenkin jos olet fiksu.

Aiheessa on toki muutakin. Olemisen Porteilla -blogin sisällä tähän liittyviä teemoja käsitellään asiallisesti. Siinä on erittäin hienoja käsittelyjä mm. ennustamisen ja determinismin suhteesta. En osaisi sanoa paremmin. (Se on siis oikeasti minusta tosi mallikas teksti.) Enkä olla enempää samaa mieltä. Mutta olen kusipää, joten nostan esiin kaikkea sellaista josta en ole "ihan yksimielinen". (Sori.)

Toki se laajenee yleisempäänkin suuntaan. Aloitan siitä mikä mielestäni koskee olennaisesti sitä "erilaisten kiinnostusten" aihepiiriä.

"Vähitellen jouduin kuitenkin huomaamaan, että ne todellisuuden luonnetta koskevat perimmäiset kysymykset, jotka minua eniten kiinnostivat jäivät vaille vastausta. Kvanttimekaniikan kurssilla opetettiin kyllä ratkaisemaan aaltofunktioita erilaisissa tilanteissa, mutta kukaan ei selittänyt, mitä ne oikein tarkoittivat. Viittaukset teoriaan matemaattisena ennustamisen välineenä tai puheet todennäköisyysaalloista ja maailman indeterministisyydestä synnyttivät enemmän kysymyksiä kuin antoivat vastauksia." (Kallio-Tamminen 2006, 9-10)

Tietyllä tavalla tässä on muistettava, että luonnontiede on vähän kuten matematiikka. Sillä on perusaksioomia. Tämä tarkoittaa sitä että matematiikalla on tiettyjä oletuksia joita se ei perustele, ja joita se ei voi perustella. Luonnontiede on mielestäni oleellisesti matematiikkaan verrattavissa oleva työkalu: Nimittäin olennainen vastaus on kaava. Sitä vaan osaa ratkaista aaltofunktioita, eikä tiedä "mitä ne tarkoittavat". Mutta tottakai siinä myös tietää mitä siihen liittyvät asiat tarkoittivat: Kaavassa olevat suureet ovat selvillä. Näin hän kykeni periaatteessa testailemaan sitä, että "toimiiko kaava todellisuudessa". Eli antaako kaava sellaiset tulokset kuin mitä odotetaan vai ei. Luonnontieteen "ongelmana" tässä kohden on yleensä se, että kun sille esitetään kysymys, se vastaa siihen kaavalla. Ja joku päättää kysyä tähän että "mitä tuon kaavan takana on". Ja paras mihin luonnontieteilijä pystyy, on se että hän antaa jonkun toisen kaavan. Tai sitten hän sanoo että ei voi vastata. Aina on jokin kaava josta voidaan kysyä "miksi".

Kaavojen kautta maailman tarkkailun kautta luonnontieteet käsittelevät onnistuneesti myös kaaoottisia systeemeitä: Systeemin ymmärtäminen onnistuu, vaikka pitkän tähtäimen ennusteet onkin mahdottomia. Esimerkiksi Navier-Stokesin yhtälöt auttavat sääennusteissa, vaikka systeemi on kaaoottinen. Niiden testaus auttaa ymmärtämään olennaisia asioita siitä miten sää toimii. Ja kun systeemi on kaaoottinen, tiedämme myös miksi sen tulokset ovat pidemmällä tähtäimellä "tuntemattomia". Syy on se, että sillä on tietyt ominaisuudet. Ja myös tämän ymmärtäminen on (paitsi matematiikkaa), meteorologian kohdalla ehdottomasti (myös) luonnontiedettä. Se ei siis ole jäänyt mihinkään historialliseen konseptiin jossa tavoitteena on olla jonkinlainen laplacen demoni. Luonnontieteen ratkaisukyky kaaoottisten järjestelmien ymmärtämisessä ei liene järkevä kritiikin kohde. Mutta se on tietenkin eri asia kuin "determinismi = ennustettavuus" -rinnastus.

En vain tiedä, kuka siihen enää vakavasti uskoo? Toki moni usko että determinismi jossain "eikaaoottisissa yhteyksissä" tuottaa myös varsin pitkältäkin ajalta melko tarkastikin ennustavia tuloksia, mutta en usko että monikaan katsoo että tämä pätee "aina ja kaikkialla". Tähän liittyen ihmettelen myös sitä, kuka vakavasti otettava kaaosteoreetikko olisi esittänyt että kaaosteoria olisi luonteeltaan indeterministinen. Olen toki kuullut tästä käsityksestä itsessään, mutta lähteeksi en arvaa alan tutkijoita : Luulen että tämä on joko tieteen popularisoijien tai joidenkin muiden vastaavien tahojen väärintulkintaa asiasta. "Joku on tehnyt taustatyön huolimattomasti". Kas, ken on silloin syyllinen? Kaaosteoreetikko? RLY?

Minua ihmetyttää miksi kaava itsessään olisi jotenkin "huono" vastaus. Itse pelkään sitä että tässä käy sama mikä koskee suurta osaa huonoa matematiikkaa: "huono matematiikka on usein sellaista joka ei ole enää ollenkaan matematiikkaa". Eli jossa termit on käännetty arkikielelle, jolle se ei tietenkään useinkaan sujuvasti taivu. Onko halu "kaavan syylle" enemmän ihmisen mielessä oleva tunteellinen halu kuin mikään sen perustellumpi vaatimus? Tämä tietämisestä.

Nimittäin siitä tietämättömyyden myöntämisestä löytyy hauska esimerkki juuri mainutusta kohdasta kvanttimekaniikkaa: Esko Valtaojan "Ihmeitä" -kirjan sivu 256 kertoo seuraavasti:
"Ainoa lohtuni on se, että edes Niels Bohr kaikkine sittemmin Nobelin palkinnon saaneine oppilaineen ei osannut selittää, mistä kvanttifysiikassa on kysymys. Heidän laatimansa Kööpenhaminan tulkinta on oikeastaan pelkkä pyyhkeen kehään heitto, luovutus mikromaailman todellisuuden edessä: Kun tehdään näin, tuloksena on tämä, mutta älä kysy miksi. Ja jos mitään ei tapahdu, on vielä turhempaa kysyä mitä on oikeastaan tapahtumassa. Todellisuus ilmenee vain havaintojen kautta. Kuuluuko ääntä kun puu kaatuu metsässä mutta kukaan ei ole kuulemassa, oli Piispa Berkeley ihmetellyt jo parisataa vuotta aikaisemmin: Kysymys on vailla mieltä sanovat Kööpenhaminalaiset; Mutta tässä on tapahtumaa kuvaava Schrödingerin yhtälö."

Kallio-Tamminen siis moittii koulua siitä että se opetti kaavoja, joiden tiedetään toteutuvan. Hänelle ei siis kerrottu sen taustailmiöitä, joita kukaan ei tiennyt. Mielestäni siitä pitäisi jakaa kritiikin sijasta mitali : Ontologiset tulkinnat kun ovat huimia kysymyksiä, eikä niihin ole keksitty "pätevää empiiristä testiä". Ja kun näin on, kysymyksiin ei ole luonnontieteellistä vastausta. Ja siihen asti niihin vastaaminen ei oikeastaan ole "ehtaa kvanttifysiikkaa" vaan kvanttifysiikkaa käsittelevää filosofiaa.

Tätä kautta voidaan sanoa että ottamassani lainauksessa syytettiin luonnontieteilijöitä siitä että nämä eivät ensin vastaa eiluonnontieteellisiin kysymyksiin, eikä henkilö itse ole tehnyt niistä luonnontieteellisiä. Lisäksi tässä on mukana ehkä aavistus sitä, että laskenta ja opettelu on koettu "tylsäksi", kun on haluttu "huolellisen tekniikaktreenin sijasta mennä suoraan mm -otteluihin tulkitsemaan sitä mitä helvettiä kvanttimekaniikka oikein tarkoittaa". ja joka tämän jälkeen päättelee luonnontieteellisen kulttuurin "tylsäksi". Ja tekee sitten sen, mikä on aivan oikein. Eli vaihtaa sellaiseen alaan, jossa tämä hänestä mielenkiintoinen asia pääsee keskiöön. (Harharetket sallittakoon jokaiselle!)

Toinen mielenkiintoinen kysymys on siinä, että "kysymysten jääminen" on eräällä tavalla sitä, mitä luonnontieteiden odotetaankin tekevän. Yllättävää kyllä, esimerkiksi Imre Lakatoksen tapa tulkita luonnontiede nimenomaan tutkimusohjelmien kautta ja muut vastaavat tarkoittavat että se ei ole niinkään "tietämistä" kuin "tutkimista".

Ja kaikki puheet kvanttifysiikan "ontologisten kysymysten tutkimattomuudesta" ja niiden ylimielisestä ohittamisesta ovat sen luonteisia että en tiedä mistä ne ovat peräisin : Niitä yritetään lähestyä. Mutta empirian pohjalta. Jos sitä voidaan testata, se on OK.

Tämä voi olla hurja väite?

Otan tässä avukseni Esko Valtaojan "Ihmeitä" -kirjan. Se ei ole huipputieteellinen, mutta jo sen sisältämä riittää pistämään "palasia konteksiin". Sivulla 273 kerrotaan seuraavaa "Eräässä kvanttivelhojen kokouksessa Cambridgessa pidettiin taannoin äänestys. Enää neljä osallistujaa kannatti Bohria, kuusi jotain Einstein -tyylistä vaihtoehtoa ja kokonaista kolmekymmentä Everettin monimaailmatulkintaa. Mutta koska 50 osanottajaa rastitti kohdan "emmävaantiiä", jäädään odottavalle kannalle." Sillä jokaiselle kvanttifysiikan perusteisiinkin tutustuneelle on selvää, että kyse ei ole pelkästä indeterministisyysversiosta. Kööpenhaminan tulkinnan, monimaailmatulkinnan ja EPR -paradoksiin liittyvät näkemykset lienevät kaikille alaan vähänkin tutustuneille "vähintään kuulolta tuttuja". Näiden eri tulkintojen mukaan käsitellään ontologisia kysymyksiä, kuten sitä onko maailma deterministinen vai indeterministinen. Aiheen miettimättömyys ja kysymysten käsittelemättömyys kuulostavat siis aika uskomattomilta. Erilaisia näkökulmia on. (Ja kun niihin törmää humanistisissa aloissa, niiden kerrotaan korostavan nimen omaan alan itsekriittistä luonnetta. On paljon positioita ja niiden välillä riidellään.)

Ehkä kyseessä onkin vain se, että asiaan pitäisi ensin tutustua tylsän kaavatreenin kautta eikä vaan suoraan rynnätä jännään freeplayontologiamietintöön?

Jos tälläinen freeplaykulttuuri olisi voimissaan, voitaisiin kysyä että mikä se olikaan se empirian keskeisin juttu, oliko se pelkkä spekulointi vai vaadittiinko niihin myös testausta? Eikö se ole niin että testaamattomissa oleva spekulaatio on enemmän kuin väärin - se on luonnontieteellisesti turha? Mielestäni tämä ei vie luonnontieteitä kohti ranskalaista tekstintulkintaa, vaan pikemminkin poispäin siitä. Sullä "ranskalainen filosofia" on tuttua saivarteluistaan jotka koskevat juuri sitä miten tulkinnan ulos ei voida pätevästi päästä. Näitä "taustakysymyksiä" pohditaan siinä hyvinkin pitkälle. Se päin vastoin vie sitä - ehkä liikaakin - kohti matematiikan maailmaa, tai ehkä pahimmassa tapauksessa kohti "mekaanista suorittamista". Mutta tätä ei luonnollisesti saisi sanoa ääneen: Olen tietoinen siitä, että erilaisia rajoitteita halutaan esittää sille kuka sanoo mitä: Usein on sellainen henki että joihinkin asioihin ei saa sanoa kannanottoja kun on luonnontieteilijä. (Onneksi olen amatööri. Meidät voi vaan unohtaa, joten selvinnen ilman ongelmia.)

Tosin on myönnettävä että olen täysin yksimielinen blogauksen kanssa seuraavasta: "Todellisuudessa, uskallan epäillä, monetkaan luonnontieteilijät eivät arvioi kriittisesti perustavia taustaoletuksiaan, vaan ratkovat tehtäviä ja ongelmia välineellisen järjen pragmaattisella vimmalla. Tieteellisen kulttuurin toimintapa, toistan, on eri asia kuin siitä levitettävä tieteenfilosofinen idealisoiva ideologia."

Tuohon lainaukseen liittyy mielestäni erittäin tiiviisti paljon viisautta.

Ensinnäkin on syytä erottaa erilaiset tieteenfilosofit.
1: Osa on ikään kuin "lintujen tarkkailijoita" eli katsovat mitä tiedemiehet tekevät ja sanoavat että se on tiedettä. Tämä ei kerro mitä sen pitäisi olla, mutta kertoo sen mitä se on.
2: Toiset taas rakentavat jonkun ehkä toteutumattoman tavoiteutopian jota kohde pitäisi pyrkiä. Heillä taas syntyy ohjeita ja "pelisääntöjä". Karkeasti sanoen myös ehtoja sille onko joku tieteentekijäksi itseään kutsuva oikeasti tekemässä tiedettä.

Tiedemiehet enimmäkseen tekevät, ja ratkovat vain yhtälöitä : Kokemuksienikin mukaan suuri osa sikalan ruokintatutkimuksistakin on "rutiinia", niissä on tietty tapa jolla ne on rakennettu. Se on vain "säännön" seuraamista. Harva keksii uusia lähestymistapoja luonnontieteisiin. Vielä harvempi keksii uuden luonnonlain. Suurin osa on "akateemisia suorittajia". Kyseenalaistamista ei tässä tarvita. Se voi jopa haitata duunintekoa. (Mi on tietty from arse.) Mutta sama koskenee filosofejakin. Valtaosa valmistuneista filosofeista on mallia "Olipa kerran kauan sitten kuollut miesjoukkio, joka on jaotellut tämän käsitteen seuraavilla erilaisilla tavoilla. Ja he eivät eläneet onnellisena elämänsä loppuun asti." Ja tasa -arvon vuoksi osa liittää perään lauseen "ja tämä sorti naisia". Tästä voi tietenkin itsekriittistä sepeämistä, kun jokin käsite kyseenalaistetaan kaikilta tunnetuilta suunnilta. Kovin luovaa tämä ei ole. (Toki joku löytää jotain tarkennuksia, uutta, esimerkiksi Humesta, joka on juuri tuollainen kuollut ukko.) Aina se ei ole itsekriittistäkään.

Lisäksi moni filosofi näyttää "valmistumisen jälkeen" välittömästi unohtavan itsekriittisyyden. Heille muodostuu positio, jota he puolustavat. Heistä tulee massivisten - ja parhaimmillaan itsensä kanssa sisäisesti ehjien - ideologioien rakentajia. Ja tästä maailmankatsomuksesta tulee jopa jotain "opetettavaa muille". Mielestäni tämä ei ole "filosofian ongelma" vaan "yksilöiden ongelma".

Toisaalta osa itsekriittisyydestä voi olla sitä, mikä pienen sisareni kokemukset ovat "siellä Rovaniemen yliopiston puolella". Naistutkimuksessa ei opita mitään muuta kuin itsekriittisyyttä, koska tunnit kuluvat väitellessä. Tästä on vaikeaa saada selvää siitä mitä koko naistutkimus on. Paitsi sitä että proffa riitelee opiskelijoiden kanssa kärkkäästikin. Tästä itselleni tulee mieleen ne miekanhuitojat jotka ei opettele perustekniikoita ja ryntäävät ensitöikseen freeplayn maailmaan. Onhan se taisto jännää ja voittaminen kivaa.

Olen samaa mieltä myös siinä että luonnontieteet asettavat paljon haasteita, ja tekevät sitä nimen omaan filosofeille. Filosofit voivat tosiaan tehdä oman lisänsä kvanttifysiikkaan. Ja he voivat miettiä matematiikankin aksioomien pohjaa. Ja muita asioita, joihin ei vielä ole vastausta. Jos ne tiedon vakaat perustat sieltä joskus löytyvät. (I'm not holding my breath.) Siihen asti olen valmis uskomaan että kaikki filosofia, päättely, logiikka, matematiikka ja tiede nojaa ihan perustaltaan jonkinlaisiin perustelemattomiin arvauksiin.