EmergentismusEmergentismus filosofie emergentismu filosofie emergentismu v počítačových vědáchv počítačových vědách
Jakub JURA a Jiří BÍLA
[email protected] [email protected]
Nové metody a postupy v oblasti přístrojové techniky, automatického řízení a informatikyÚstav přístrojové a řídicí techniky ČVUT v Praze odborný seminář Třeboň, 28. až 29. května 2009
Emergence
• Náhlost• Neočekávanost• Nepředpověditelnost
Emergence je „jev, který se na určité úrovni popisu skutečnosti zcela přirozeně vyskytuje, něco však stojí v cestě redukci tohoto jevu na jevy nižších úrovní“.
Kelemen J.: Strojovia a agenty. Archa, Bratislava, 1994.
Etymologie emergence
• (lat.) emergere = vynořit se, vymanit se
• e+mergere– Inf. mergo = ponořit, potopit, spustit,
zakopat – Předp. e = z
• Dohromady … vystoupit, vytáhnout, vyzdvihnout, přinést na světlo, ale také postavit se na nohy
Historie emergentismu
• Resultanty a emergenty (George Henry Lewes)
• Mechanické a chemické spojováíní příčin (Jamese Stuarta Mill)
• Homopathic a hetherophatic • Emergentní evoluce (C. Lloyd Morgan)
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
Současný emergentismus
Za emergentní jev můžeme obecně pokládat cokoliv, co je na určité „vyšší" úrovni zřetelné a svébytné (symetrický tvar sněhové vločky), kauzálně působivé (úder pěsti), či jakkoliv jinak pozoruhodné (lavina, inflace), a na co lze hledět jako na důsledek vlastností a chování prvků nějaké „nižší" úrovně (molekul H2O, svalových buněk, sněhových vloček, ekonomických subjektů), přičemž to není snadné nebo dokonce možné prostředky této nižší úrovně popsat, vymezit či předpovědět (Hillis 1989).
Druhy emergentismu
• Slabý• fyzikální monismus • systemické vlastnosti• determinismus
• Silný– Synchronní (části jsou NP celku)
• ireducibilita– Diachronní (staré je NP nového)
• Novost• nepredikovatelnost
Emergence
• Negativní emergentní jevy mají nejčastěji podobu neočekávaných situací, které se snažíme předvídat, či detekovat.
• Pozitivních emergentní jevy, tedy ty, které považujeme za žádoucí. Jejich příkladem je emergence nového řešení v kreativním konceptuálním navrhování, samoorganizace v AL.
Uplatnění emergentismu v AI
• Princip samoorganizace– Navádění samoobslužných vozíků– Samoorganizace MAS– Samoorganizace počítače pomocí
gramatických pravidel
(Wolf 2008)
Uplatnění emergentismu v AI
• Konceptuální navrhování– Emergence na sémiotické úrovni v
interakci člověk – počítač– Emergence v procesu syntézy řešení– Emergence v procesu interpretace
návrhů uživateli O
A1 An
A2 Ak
S
Kreativní řešení je takové řešení, které je nové, překvapivé, originální a současně hodnoceno jako užitečné, a které ačkoliv je důsledkem procesů nižší úrovně (ať již na úrovni neuronálních, kognitivních, či výpočetních procesů), není možné na tuto nižší úroveň redukovat, či přímo z této úrovně předpovědět.
Intenze a emergentní kalkul
• Intenze jsou ve Fregeovském smyslu definovaná jako zobrazení z množiny všech možných světů (PSW) do příslušné množiny (extenze) hodnot. ψ: PSW extenze
• Možný svět: (Materna 1995) jako maximální množinu všech faktů o světě, které neobsahují logický spor.
• Ψ propozice: PSW {pravda, nepravda}• Ψ veličina: PSW {R} • Ψ vlastnosti: PSW {{M1}, {M2}, … {Mi}} • Ψ role: PSW {individua} • Ψ emergentní jev: PSW {emergentní řešení}
Intenze a emergentní kalkul
Teorie rolí
Emergentní syntéza
Teorie množin
Matematika
Kalkul logiky
PSWmnožina všech možných světů
(maximální souhrn faktů, které
mohou platit)
pravdivostní hodnotynapř.: pravda / nepravda
číslanapř.: R+
množiny, třídy
např.: {jeleni, srnci, extroverti, introverti …}
individuanapř.: Peirce, Frege,
Church
výrok (propozice)
veličina
vlastnost, predikát
individuální úřad, role
emergentní řešení
emergentní jevy
Intenze
Extenze
(Bíla, Tlapák 2004)
Emergentismus ve vědách o člověku
• Emergence vědomí jakožto kvantového fenoménu (Hameroff)
• Mentální stavy a procesy lze pojmout jako emergentní jevy na některé vyšší úrovni dostatečně složitého dynamického systému (Havel)
• mezi mikrotubuly se mohou vyskytovat vlny akčního potenciálu vedoucí ke vzniku inference holograficky uspořádaných paměťových stop (Hameroff)
• Jednotlivé prvky postmoderního performance tvoří sít, ve které však tvar/význam není přítomen, ten emerguje až v čase vnímání představení (Horáková).
Závěr
• Máme-li něco nazvat emergentním, potom to musí být ireducibilní, nové a nepredikovatelné.
