Pohdintoja kybernetiikan alkeista
« 6. luento: Säädön rooli »
Systeemien toteuttama säätö; informaation ja aineen duaalisuus; “kehityksen aikakaudet”; jännitteiden tasapaino; adaptiivinen säätö ja katastrofit; kybernetisoituminen.
Pohdintoja (5)
Kirjoita pohdinta
Luentoja kybernetiikan alkeista, Heikki Hyötyniemi,
on lisenssoitu Creative Commons Nimeä-Epäkaupallinen-Tarttuva 3.0 Muokkaamaton Lisenssi.
| Neokybernetiikasta
Hei,
Kiitokset luennosta. Tässä olisi taas ajatuksia, joita luennon aikana tuli mieleen, joskin tällä(kin) kertaa pohdinnat lopulta muuttuivat aika sekalaisiksi.. ehkä hieman turhankin irrallisiksi.
Filosofian “muodostuminen” matematiikan ja insinööritieteiden pohjalta tuntuu varsin rohkealta väitteeltä, mutta evoluution näkökulmasta intuitiivisesti täysin selvä. Matematiikan opettaminen aloitetaan koulusta laskemalla omenoita ja appelsiineja, ei tutkimalla algebraa ja pohtimalla luonnollisten lukujen määritelmää (uskoakseni algebra on matematiikan osa-alueista lähimpänä filosofiaa). Sama pätee insinööritieteisiin, joten pidän esitettyä väitettä täysin oikeutettuna. Mikäli oletetaan ideamaailman olemassaolo, niin filosofian pitäminen kaikkein ylimpänä “asiana” (en keksi sopivaa samaa tähän) on oikeutettua, joskin tietyllä tavoin “itsekästä”.
Kalvossa mallipohjainen kontrolli mainittiin neokyberneettisen mallin muodostavan ilman palautetta parhaan mahdollisen säätimen. Mikäli käsitin oikein, niin säädin pyrkii välttämään virheitä virheiden korjaamisen sijaan. Kiinnostavana piirteenä pikkuaivot implementoivat juurikin feedforward-säätimen, joka toimii vastaavalla periaatteella.
Tässä välissä onkin hieman taukoa, nämä kommentit liittyvät kalvoihin 34-36, puskurointi. Voisin kommentoida peliteorian tutkivan juuri tämänkaltaisia ongelmia. Teoriassahan kahden yrityksen kilpaillessa molempien kannattaisi tuottaa puolet monopolimäärästä, ja pitää aina samaa hintaa. Ilman kartellia kuitenkin toinen helposti poikkeaa saavuttaen etua. Tämän seurauksena todennäköisesti päädytään Nashin tasapainoon, jossa yritysten tuotot ovat huomattavasti alhaisempia, mutta tilanne on vakaa. Kummankaan ei kannata poiketa, sillä siitä olisi itselle vain haittaa. Mielestäni on kiehtovaa huomata itsekkäiden agenttien noudattavan tätä mallia, vaikka intuitiivisestihan se tuntuukin hyvin järkevältä.
Kuultuani “pikkuaivomallista” olin varsin hämmentynyt miksei adaptiivisia säätimiä esiinny enempää teollisuudessa. Uskoakseni kohinan mallintaminen on yksi syy, mutta toisaalta pidän vahvana syynä myös vanhaa viisautta: Jos se toimii, älä korjaa. Tähän liittyen suosittelen tutustumaan TKK:n Laskennallisen Neurotieteen tutkimusryhmän tuloksiin liittyen pikkuaivojen mallintamiseen.
Naturessa julkaistu tutkimus 62 miljoonan syklisestä sukupuuttoon kuolemisesta vaikuttaa hyvin kiehtovalta. Tämänkaltainen matemaattinen syklisyys tuo mieleeni Isaac Asimovin Säätiön (tässä taas ajatus taisi harhailla varsin kaukana itse “pointista”)… matematiikan osa-alue, jolla mahdollisesti voisi ennustaa edes summittaisesti tulevaa saa minut tuntemaan itseni hyvin pieneksi.
Dinosaurusten liian vahva adaptaatio maailmaan vaikuttaa varsin järkevältä päätelmältä. Olisikin kiinnostaavaa tietää raja, joka merkkaa liian vahvaa adapataatiota. Jotkin liskolajit lisääntyvät kloonaamalla itseään. Tämänkaltainen lisääntyminen tarkoittaa vahvaa adaptaatiota nykyiseen ympäristöön, mutta muutoksiin sopueutminen muuttuu olemattomaksi. Lopputuloksena lajin voisi todeta vain odottavan sukupuuttoa.
Luennon eräässä esimerkissä pohdittiin myös ekonomiassa esiintyviä syklejä. Nykyinen rahajärjestelmä vaikuttaa äkkiseltään hyvin yksinkertaiselta ja suoraviivaiselta, mutta merkittävää mutkikkuutta lisäävät lainat ja lainojen korot. Kun huomioidaan lisäksi ihmisen miltein looginen toiminta näiden välineiden käytöstä, uskoisin rahajärjestelmän olevan varsin determistinen. Maailmanpoliittinen tilanne, innovaatiot, yms. vaikuttavat toki, mutta aineistoa on kuitenkin jo useamman sadan vuoden ajalta olemassa, joten tapahtumien frekvenssit vaikuttaisivat olevan pääteltävissä. Kuten luennolla todettiinkin, tämä tarkoittaisi mallin romahtamista vain entistä laajemmin.
Olen täysin samaa mieltä informatiivisen ympäristön aiheuttamasta elämän muodostumisesta, mutta en olisi aivan varma elämän ajallisesta kestävyydestä. Kuten todettiin aiemmin, elämänmuodot saattavat hakeutua liiankin optimaalisiksi ympäristöä kohtaan, mikä johtaa niiden sukupuuttoon… elämä ei siis välttämättä ole ajallisesti aivan niin yleinen ilmiö kuin voisi kuvitella. Toisaalta pidän myös ajatuksesta viisaammista avaruusolennoista, jotka eivät edes halua kommunikoida näin kehittymättömän lajin kanssa (monestiko itse olemme yrittäneet kommunikoida muurahaisten kanssa?). Minun täytyy myöntää, että pidän ajatuksesta universaalista puutarhanhoitajasta.
Luennolla erehdyttiin viittaamaan yliopistomaailman kybernetisoitumiseen, josta minulla onkin opiskelijan näkökulmasta ei-niin-mukavaa sanottavaa. Minua harmittaa suunnattomasti, että nykysuuntaus yliopistoissa on menossa yhä enemmän suorituspainotteisemmaksi ja kaikella tähdätään pelkästään tutkintoon. Itse haluaisin ajatella yliopiston olevan paikka, jossa saa kuulla lisää kiinnostavista aiheista ilman painostusta. Opintoaikojen rajaukset, lukukausimaksujen ehdottaminen, yms. ajavat minusta yhä enemmän yliopiston poispäin siitä mitä sen pitäisi olla. Tiukka tutkintorakenne ajaa yliopistoa valitettavasti kohti hyvin yhtenäistä rakennetta, jolloin itse instituutio ei kykene välttämättä elämään riittävän nopeasti muuttuvassa maailmassa. Ainoastaan vapaa-ajan harrastukset lopulta muodostavat variaatiota (joskin tavoitetahdin edellyttämän 56 viikkotunnin käyttö opiskeluun rajaa tätäkin).
– Nexton
- Ei, kyllä muodostuva kyberneettinen säätö on takaisinkytketty, siinä ei ole myötäkytkentää.
Se ennustava pikkuaivomalli on mielenkiintoinen. Sen on kuitenkin oltava monimutkainen, jotta voidaan toteuttaa niin nopeaa ja tarkkaa säätöä kuin esimerkiksi kahdella jalalla kävelemiseen tarvitaan. Avainpointti kuitenkin on, että sekin on säätö – joskin takaisinkytkentäsilmukka on monimutkaistunut, sisältäen jonkinlaisia tulevaisuuden malleja yms. Neokybernetiikalla ei tuohon taida olla paljoa sanottavaa (ks. kuitenkin 10. luento)… en osaa edes kuvitella kuinka tuollainen monimutkainen rakenne voisi kehittyä ilman laadullisia, mallintamista uhmaavia harppauksia – tämän vuoksi täytyy vain todeta että “kaikkea se luonto keksii”!
- Tuo mitä sanot yliopistomaailman kybernetisoitumisesta … niinpä, kuten jo tiedätkin (!), olen kanssasi samaa mieltä. On pelottava ajatus että yliopisto ei kohta enää kykenekään houkuttelemaan parhaita henkisiä resursseja puoleensa.
Heikki
En ollut tietoinen adaptiivisen säädön ongelmista, mutta ne voi selvästikin yhdistää helposti moniin ongelmiin maailmassa. Onpa mielenkiintoinen havainto. Tätä pitääkin pohtia enemmän.
Tuosta työelämän kybernetisaatiosta tuli mieleen, että vaa’assa on toisella puolella tehokkuus ja toisella puolen kestävyys/robustisuus/redundancy. Tällä hetkellä tehokkuus painaa vaa’assa enemmän, mutta mielestäni tasapainoon päädytään tavalla tai toisella. Näillä näkymin se näyttää tapahtuvan vihreän ajattelun puolelta, joka on mielestäni väärä syy tai se taustalla oleva olennainen ajatus hämärtyy, mutta se näyttää vetoavan suurempaan yleisöön. Lopuksi näin taiteen korostamisen jälkeen voisin sanoa, että insinööritieteet ovat rakentavaa taidetta ja niistä on hyvä muistaa menneet sivilisaatiot.
– Ilari
Juu, insinöörityö on mahdollisuuksien taidetta! Kun varsinaisilla taiteilijoilla ei ole työssään mitään rajoitteita, joutuu insinööri “taiteilemaan” kaikenlaisten reunaehtojen kanssa. Tällainen kytkentä reaalimaailmaan on välttämätön (kyberneettisen takaisinkytkennän mielessä!) jotta teoreettisten pohdintojen todellinen arvo tulee mitatuksi. Tällä tavoin insinöörien taiteilu tavallaan paljastaa luonnon omia muotoja, eli jotain yleispätevämpää. – Mukavaa että pidät tuosta adaptiivisen säädön tuomasta intuitiosta; se on sellainen asia, joka voidaan katsoa meidän alamme (systeemitekniikka yms.) tuomaksi kontribuutioksi näihin tarkasteluihin.
– Heikki
Luin juuri Financial Timesin George Sorosta käsittelevän artikkelin. Professori Hyötyniemi nosti Soros’n “talousmallin” ohimennen esille viimeisellä luennolla. Koska myös presidentti Ahtisaari sanoi vierailuluennollaan helmikuun alussa arvostavansa Soros’n ajatuksia, päätin kaivaa lisää tietoja tästä talousnerosta.
Mainitsemani artikkeli on melko värikkäästi kirjoitettu, ja tarjoaa välähdyksiä Soros’n uralta. Pieni pätkä valottaa myös Soros’n refleksiiviselle talousteorialle:
Edellä kuvattu takaisinkytkentä tuo mieleeni myös Sengen (The Fifth Discipline) esittämät systeemikuvaukset (ehkä osittain siksi, että Sengen kuvaukset liittyvät usein taloudellisiin malleihin). Wikipediassa kirjoitetaan teoriasta seuraavaa:
FT:n artikkelista selviää, että Soros oli eräs ensimmäisistä nykyisen talousromahduksen ennustajista. Hän näki romahduksen ensimerkit jo kesällä 2007.
Tekstistä pompahti esiin myös muutama muu asia. “His market-linked moodiness extends to psychosomatic ailments, especially backaches, which he treats as valuable investment tips”! Alintajuntamme voima on välillä (tai pitäisi kai sanoa jatkuvasti) uskomaton.
Soroksen oma luonnehdinta itsestään ” … I know that I am bound to be wrong, and therefore am more likely to correct my own mistakes” osoittaa mielestäni Sokraattista asennetta. Myös Soros on siis kaltaisemme luonnonfilosofi!
– Tommi