Стивен Волфрам: Компјутеризација теорије свега

Желео бих да попричамо о једној идеји. То је велика идеја У ствари, мислим да ће једног дана то бити схваћено као највећа идеја која се јавила у претходном веку. То је идеја "компјутеризације". Е сад, наравно, та идеја нам је донела сву рачунарску технологију коју имамо данас и тако даље. Али заправо, компјутеризација је много више од тога. То је у ствари веома дубока, веома моћна, и основна идеја, чије смо последице тек почели да увиђамо.

Добро, ја лично сам провео претходних 30 година свог живота радећи на три велика пројекта који заправо покушавају да идеји компјутеризације приступе озбиљно. И тако сам, као млади физичар почео да користим компјутере као алат. Затим сам почео на неки начин да чепркам размишљајући о компјутеризацији коју бих желео да направим покушавајући да схватим основу из које она може бити изграђена и како може бити максимално аутоматизована. На крају, направио сам целу структуру базирану на симболичком програмирању и тако даље која ми је дозволила да изградим "Математику" (софтвер за компјутерско рачунање). И последње 23 године, све већом учесталошћу, уливам све више идеја и могућности у "Математику", и срећан сам што могу рећи да је то довело до много добрих ствари у истраживачко-развојном образовању, многих других области. Али, заправо морам признати, да сам такође имао и веома себичан разлог за изградњу "Математике". Хтео сам је за себе, помало као што је и Галилео хтео да користи свој телескоп пре 400 година. Али нисам желео да посматрам астрономски универзум, већ компјутерски универзум.

И тако ми обично програме видимо као компликоване ствари које правимо за веома одређене циљеве. Али шта је са свемиром свих могућих програма? Ево примера једног заиста простог програма. Ако га покренемо, добијемо ово. Веома једноставно. Хајде да пробамо да променимо правило за овај програм, само мало. Сада добијамо други разултат, али је и даље веома једноставно. Пробајмо да га променимо опет. Добићемо нешто мало компликованије, али ако наставимо да радимо ово неко време видећемо да је, иако добијамо јако запетљан образац, структура ипак веома правилна. Дакле, питање гласи: Може ли се десити још нешто? Па, можемо направити мали експеримент. Можемо направити мали математички експеримент и покушати да то откријемо.

Хајде да само покренемо све могуће програме ове врсте које посматрамо. Зову се станична аутомата. Можете уочити доста разноликости у њиховом понашању овде. Већина ради веома једноставне ствари. Али ако пратите све ове различите слике код тридесетог правила, почећете да уочавате нешто занимљиво. Хајде да погледамо пажљивије то правило број 30. И ево га. Сад само пратимо ово веома једноставно правило овде на дну, али добијамо све ове занимљиве ствари. Уопште није оно што смо очекивали, и морам рећи да, први пут кад сам видео ово, то је био шок за моју интуицију, заправо, да бих то разумео, на крају сам морао да направим потпуно нову науку.

(Смех)

Ова наука је другачија, општија од математички базираних наука које смо имали у последњих 300 година. Знате, увек је изгледало загонетно како природа, наизглед без напора успе да произведе толико ствари које делују тако комплексне. Па, изгледа да смо открили њену тајну. Своди се на једноставно узорковање свега што се налази у рачунарском свемиру, и то су често ствари налик Правилу 30 или налик овоме. И знајући то, почиње разјашњавање многих дугогодишњих мистерија у науци. То ипак доноси и нова питања, као што је компјутерска несводљивост. Мислим, навикли смо на то да нам наука дозвољава да предвиђамо ствари али нешто овакво је у основи несводљиво. Једини начин да се сазна исход је, заправо, једноставно посматрање његовог напредовања. То је повезано са, како ја то зовем, Принципом компјутеризацијске еквиваленције, која нам говори да чак и невероватно једноставни системи могу да изврше префињена рачунања. Није потребно пуно технологије или биолошке еволуције да би се извршило произвољно рачунање, то је нешто што се дешава, природно, и свуда. Ствари које почивају на правилима која су једноставна као ова могу то да ураде. Е сад, ово задире дубоко у ограничења науке, у предвидивост и контролу ствари као што су биолошки процеси или економија, у интелигеницију у свемиру, у питања као што је слободна воља и креирање технологије.

Знате, радећи на овој науци годинама, непрестано сам се питао, "Шта ће бити њена прва озбиљна апликација?". Па, од кад сам био дете, размишљао сам о систематизацији знања и како би се оно могло компјутеризовати. Људи као што је Лајбниц су се питали исто то 300 година раније. Али ја сам увек претпостављао да би се постигао напредак, неопходно је направити реплику читавог мозга. И онда сам почео да размишљам: Ова моја научна парадигма налаже нешто друго. И, успут, сад имам велике компјутеризацијске могућности у "Математици", и преседник сам компаније који поседује неке овоземаљске ресурсе за изведбу великих, наизглед лудих, пројеката. Тако да сам одлучио само да пробам да видим колико систематског знања које се налази на планети може да се компјутеризује.

Значи, то је био велики, веома комплексан пројекат, за који нисам био сигуран да ли ће уопште успети. Али сам срећан да могу рећи да заправо прилично лепо напредује. И прошле године смо били у могућности да пустимо прву интернет верзију "Волфрам Алфе" (Wolfram Alpha). Он треба да буде озбиљан претраживач знања који рачуна одговоре на питања. Па хајде да га испробамо. Почнимо са нечим веома лаким. Надајмо се најбољем. Веома добро. Океј. До сада је било добро. (Смех) Хајде да пробамо са нечим мало тежим. Рецимо... Хајде да урадимо неку математичку ствар и уз мало среће прорачунаће одговор и пробати да нам каже неке интересантне ствари о математици која се надовезује. Могли бисмо да питамо нешто о стварном свету. На пример... не знам.. Колики је друштвени бруто производ за Шпанију? И требало би да нам одговори. Сад можемо рачунати нешто повезано са овим, рецимо, друштвени бруто производ Шпаније подељен са, не знам са... хммм... рецимо приходима Мајкрософта.

(смех)

Идеја је да можемо на неки начин само ово укуцати, оваква питања како нам падну на памет. Па хајде да пробамо да поставимо питање, на пример нешто о здрављу. И рецимо да имамо лабораторијску анализу по којој, знате, имамо ниво холестерола од 140 за мушкарца старог 50 година. Хајде да то укуцамо, и сада ће "Волфрам Алфа" користити све доступне јавне податке о здрављу и покушати да провали на који се део популације ово односи, и тако даље. Или хајде да га питамо, не знам, о интернационалној свемирској станици.

Оно што се овде дешава је да "Волфрам Алфа" не ради само претрагу; већ ради и рачунање у реалном времену, где се интернационална свемирска станица сада налази, у овом моменту, колико брзо иде итд. Дакле, "Волфрам Алфа" зна свашта о свачему. И до сад је скупио прилично добру покривеност свега што можете наћи у некој од стандардних референцираних библиотека итд. Али циљ је отићи много даље. и у најширем смилсу демократизовати сво ово знање и трудити се да буде меродаван извор у свим областима, да буде способан да израчуна одговоре на специфична питања која људи имају не путем тражења шта су други људи о томе раније написали, већ да користи уграђено знање и да израчуна нове одговоре на специфична питања.

Сад, наравно, "Волфрам Алфа" је историјски велики, дуготрајан пројекат са много, много изазова. За почетак, човек мора да прикупи зилион различитих извора чињеница и података, а изградили смо прави довод "Математикине" аутоматизације и људи који су стручњаци у овом домену да би се то урадило. Али то је само почетак. Кад добијемо сирову чињеницу или податак да бисмо заправо одговорили на питање, морамо рачунати, морамо применити све те методе и моделе и алгоритме и томе слично које су наука и друге области развијали вековима. Па, чак и са "Математиком" ово је и даље велики обим посла. До сада, постоји око 8 милиона редова "Математикиног" кода у "Волфрам Алфи" исписаних од стране многих стручњака из многих области.

Па, основна идеја "Волфрам Алфе" је да можеш само да јој поставиш питање користећи обичан људски језик што значи да морамо узети све те чудне исказе које људи уносе у поље и морамо их разумети. Морам рећи да сам мислио да тај потез може бити потпуно неизводљив. Две велике ствари су се десиле. Прво, гомила нових идеја о лингвистици које су дошле из проучавања компјутеризацијског универзума. А друга је схватање да поседовање компјутеризованог знања може променити начин на који разумемо језик. И, наравно, сад са "Волфрам Алфом" тамо негде у дивљини, можемо учити користећи га. И, заправо, постоји једна занимљива ко-еволуција између "Волфрам Алфе" и њених корисника (људи). И заиста је охрабрујућа. Овог момента, ако погледамо веб-упите, више од 80% њих се успешно реши из прве. А ако погледате ствари као што су апликације за "iPhone", удео је знатно већи. Тако да сам задовољан са свим тим.

Али у много чему смо тек на почетку што се тиче "Волфрам Алфе". Мислим, иде веома добро. Добијамо више самопоуздања. Можете очекивати да видите "Волфрам Алфа" технологију на све више места радећи и са јавним подацима, као на веб сајту, и са приватним знањем за индивидуе и компаније, и тако даље. Знате, схватио сам да "Волфрам Алфа" заправо даје једну врсту потпуно новог рачунања које можемо звати рачунањем заснованим на знању, у коме се креће, не само од сировог рачуна, већ од велике количине уграђеног знања. А када се то ради, заиста се мења економија испоруке компјутеризацијских ствари, било на интернету или негде друго.

Знате, имамо занимљиву ситуацију сада. С једне стране, "Математика", са својим прецизним, формалним језиком и велика мрежа пажљиво дизајнираних способности која може да уради много тога у само пар редова. Дозволите да вам покажем неколико примера. Дакле, ево га тривијални део "Математикиног" програмирања. На неки начин покушавамо да интегришемо гомилу различитих могућности. Ево сада ћемо креирати у овом реду мали кориснички интерфејс који нам дозвољава да радимо нешто забавно. Ако наставимо, то је мало компликованији програм који сада ради све врсте алгоритама и креира кориснички интерфејс и тако даље. Али то је нешто што је веома одређено. То је одређена спецификација са одређеним формалним језиком која објашњава "Математици" шта да ради овде.

А онда, са друге стране, имамо "Волфрам Алфу" са свом неуређеношћу овог света и људским језиком уграђену у то. И шта се дешава кад спојимо ове две ствари? Мислим да је то заправо предивно. Са "Волфрам Алфом" унутар "Математике", можете, на пример, направити одређене програме који се позивају на податке из реалног света. Ево га један стварно прост пример. Можете дати само нејасне уносе и дати "Вофрам Алфи" да покуша да схвати о чему причате. Хајде да пробамо ово овде. Али мислим да је најузбудљивије у свему овоме што дајемо шансу демократизацији програмирања. Мислим, свако ће моћи само да каже шта хоће обичним језиком, онда, идеја је да "Вофрам Алфа" може да схвати који тачно делови кода могу да ураде то што тражите и онда покаже примере помоћу којих ћете одабрати оно што вам треба да бисте направили веће, одређене програме. Дакле, једном, "Вофрам Алфа" ће моћи да уради целу ствар моментално и само врати цео велики програм са којим можете да управљате. И ево га велики веб сајт на коме смо скупљали много образовног материјала и других демонстрација о много различитих ствари. И, не знам, показаћу вам пример, можда овде. Ово је само пример једног од рачунљивих докумената. Ово је вероватно прилично мало парче "Математикиног" кода које може да ради овде.

Океј. Хајде да одзумирамо опет. Дакле, гледајући нашу нову науку, постоји ли општи начин на који је можемо употребити да креирамо технологију? Дакле, са физичким материјалима раније смо ишли по свету и откривали да се одређени материјали користе у одређене технолошке сврхе и тако даље. Заправо, испада да можемо да радимо исту ствар и у компјутеризацијском универзуму. Тамо је неисцрпна база програма. Изазов је видети како се могу искористити за људске потребе. Нешто као Правило 30, на пример, испада да је заиста добар генератор случајности. Други једноставни програми су добри модели за напредак у природном или друштвеном свету. И, на пример, "Волфрам Алфа" и "Математика" су сада пуни алгоритама које смо открили истражујући компјутеризацијски свемир. И, на пример, ово (сад идемо уназад) Ово је постало изненађујуће популарно међу композиторима који налазе музичке форме истражујући компјутеризацијски свемир. На неки начин, можемо користити компјутеризацијски свемир да добијемо масовно прилагођену креативност. Надам се да ћемо моћи да користимо "Волфрам Алфу" да ради неку врсту открића у ходу и нађе различите предивне ствари које ни један инжињер и никакав процес развојне еволуције не може да изнесе.

Што нас доводи до коначног питања. Може ли се десити да негде тамо у компјутеризацијском универзуму пронађемо физички универзум? Можда чак постоји неко прилично једноставно правило, неки прост програм за наш универзум. Па, историја физике нас је навела да верујемо да правило на ком почива универзум мора бити прилично компликовано. Али у компјутеризацијском свемиру смо видели како невероватно проста правила могу произвести невероватно богато и комплексно понашање. Па може ли бити да се то догађа и са целим нашим универзумом? Ако су правила универзума једноставна некако је неизбежно да она морају бити веома апстрактна и на врло ниском нивоу, важећи, на пример, далеко испод нивоа простора и времена због чега је тешко представити ствари. Али у највећем броју случајева можемо замислити универзум као неку врсту мреже, која, кад постане довољно велика почиње да се понаша као континуални простор на исти начин на који много молекула може да се понаша као течност. Онда се универзум мора развијати примењујући мала правила која постепено обнављају мрежу. И свако могуће правило, на неки начин, одговара неком могућем универзуму.

Заправо, ово још нисам показао, али постоји неколико могућих универзума које разматрам. Неки од њих су безнадежни, потпуно стерилни, са различитим патологијама као што је неперципрање простора, времена, или материје, и томе слични проблеми. Али узбудљива ствар коју сам открио последњих година је да заправо не морамо да идемо далеко у компјутеризацијском свемиру пре него што почнемо да налазимо могуће универзуме који нису тако очигледно не-наш свемир. Проблем је следећи: Било који озбиљнији кандидат за могући универзум је неизбежно пун рачунске несводљивости што занчи да је несводљиво тешко видети како ће се заправо понашати, и да ли заправо одговара нашем физичком унивезуму. Пре неколико година, био сам прилично узбуђен открићем да постоје могући универзуми са невероватно простим правилима који успешно репродукују специјалну релативност и чак генералну релативност и гравитацију и дају макар назоре квантне механике. Дакле, да ли ћемо пронаћи целину физике? Нисам сигуран. Али мислим да ово показује да је некако срамота бар не пробати.

Није лак пројекат. Морамо изградити много технологије. Морамо изградити велику структуру која је вероватно дубока као само постојање физике. Нисам сигуран који је најбољи начин да се организује цела ствар. Оформити тим, отворити га, понудити награде и тако даље. Али рећи ћу вам нешо сада, посвећен сам извршењу овог пројекта, да бих видео да ли, у овој декади, коначно може доспети наших шака правило на коме почива наш универзум и сазнати где се налази наш универзум у мору свих могућих универзума - и бити у могућности да у Волфрам Алфу укуцамо "теорија универзума" и добијемо одговор.

(Смех)

Дакле, радим на овој идеји компјутеризације сада већ више од 30 година, градећи алате и методе и претварајући интелектуалне идеје у милионе линија кода и мноштво фарми сервера и тако даље. Са сваком годином која прође, схватам колико је моћнија идеја компјутеризације. Већ смо прешли дугачак пут, али још много тога треба тек да дође. Од темеља науке преко граница технологије до саме дефиниције људског стања, мислим да је компјутеризацији суђено да буде идеја која дефинише нашу будућност.

Хвала вам.

(Аплауз)

Крис Андерсон: То је било невероватно. Остани овде. Имам питање.

(Аплауз)

То је био, мало је рећи, невероватан говор. Да ли нам можеш рећи у реченици или две како овај начин размишљања може да се интегрише у неком моменту у ствари као што су Теорија струне или друге ствари за које људи мисле да су фундаментална објашњења свемира?

Стивен Волфрам: Па, делови физике за које знамо да су тачни, ствари као стантдардни модели у физици. Ја покушавам да направим бољу репродукцију стандардних модела у физици или једноставно грешим. Ствари које су људи покушавали последњих 25 година или тако нешто са Теоријом струне и слично су била интересантна истраживања која су покушала да оду назад до стандардног модела, али нису баш стигла тамо. Моја претпоставка је да велика симплификација овога што радим може заправо имати значајан одраз на то што се ради са Теоријом струне али то је компликована математичка ствар за коју још не знам како ће да функционише.

КА: Беноа Манделброт је у публици. Он нам је такође показао како сложеност може потећи из једноставних ствари. Да ли је твој рад повезан са његовим.

СВ: Мислим да јесте. Видим рад Беное Манделборта као једну врсту основног доприноса у овом подручју. Беноа се интересовао за гнездасте шаблоне, честице и тако даље, где је структура нешто што је на неки начин слободно, и где на неки начин велике гране праве мале гране, па чак и мање гранчице, и тако даље. То је један од начина да се дође до праве сложености. Мислим да ствари као што је Правило 30 ћелијских аутомата може да нас одведе на други ниво. Заправо, на веома одређен начин нас воде на други ниво зато што делују као ствари које су способне за сложеност у смислу највеће сложености која може постојати.

Могао бих да дужм о овоме, али нећу.

КА: Стивене Волфрам, хвала ти.

(Аплауз)