Naujojo tipo mokslas  

Taip pat skaitykite: Visata kaip kompiuteris

„Naujojo tipo mokslas“ (NTM) - taip vadinosi 2002 m. išleistas ir prieštaringai vertinama Stephen Wolfram'o knyga. Joje išdėstoma empirinė ir susisteminta analizė apie skaičiavimo modelius tokius kaip ląstelių automatai. Jie vadinami „paprastomis programomis“. Teigiama, kad paprastųjų programų tyrimo filosofiniai principai ir metodai tinka kitoms mokslo sritims. Pagrindinės dvi knygos peršamos idėjos: a) skaičiavimo prigimtis turi būti tiriame eksperimentiškai; b) tyrimų rezultatai yra nepaprastai svarbūs gamtos pasaulio suvokimui.

Stefenas Volframas. Naujojo tipo mokslas Nuo 4 dešimtm. pradžios skaičiavimai buvo nagrinėjami dvejopai: a) inžinerijoje, kai stengiamasi sukurti praktinius panaudojimus; b) matematiškai, bandant įrodyti su skaičiavimais susijusias teoremas. Volframas sakosi įvedąs naują tipą, kuris yra sistematizuojantis, empirinis skaičiavimo sistemų tyrinėjimas jų labui.

Tačiau palaipsniui Volframas prieina prie išvados, kad būtinas visiškai naujo tipo metodas. Tradicinė matematika nepajėgi aprašyti tų sistemų sudėtingumo. Tad knygoje bandoma derinti eksperimentinius ir teorinius dalykus.

Paprastos programos

Pagrindinė knygos tema yra paprastų abstrakčių taisyklių, iš esmės, nesudėtingų programų, studija. Beveik kiekvienoje skaičiavimų sistemoje, tarp pačių paprasčiausių atvejų nepaprastai greitai pastebimi nepaprastai sudėtingi dariniai. Tai atrodo yra nepriklausomai nuo sistemos komponentų ir jos konfigūravimo.

Paprastos programos apibūdinamas remiantis keliais matavimais:

  1. Jų veikimą galima paaiškinti paprasta grafine schema;
  2. Ją galima paaiškinti keliais sakiniais;
  3. Ją galima realizuoti keliomis programavimo kalbos eilutėmis;
  4. Galimų atmainų skaičius yra pakankamai mažas ir visos jos gali būti suskaičiuotos.

Įprasta, kad paprastos programos turi labai paprastą abstraktų veikimo principą. Jų pavyzdžiais gali būti ląstelių automatai, Turingo mašinos ar kombinacinės schemos. Natūraliai kyla klausimas – jei šios sistemos tokios paprastos, iš kur atsiranda tas sudėtingumas?

Programos aprašyme trūksta vietos, kad būtų tiesiogiai užkoduota viskas, ką programa gali daryti. Mat jei programos elementai turi mažai ryšių su programos elgsena, tada būna nepaprastai sunku sukurti programą su tam tikra elgsena. Alternatyva būtų sukurti paprastą skaičiavimų aplinką ir tada grubios paieškos priemonėmis pabandyti surasti geriausią variantą.

Paprastos programos turi plačią elgsenos sritį. Įrodyta, kad kai kurios jų yra universalūs kompiuteriai. Kitos turi savybes, panašias į nagrinėjamas tradiciniuose moksluose. Jos naudojamos kaip modeliai srautų analizei, medžiagos struktūrai, kristalų augimui, biologijoje ir daugelyje sociologinių, geologinių ir ekologinių reiškinių.

Kita paprastų programų savybė yra ta, kad jų sudėtingumo padidinimas beveik nepaveikia bendro sudėtingumo. Tai tarsi parodo, kad paprastos programos gali perteikti beveik bet kurios sudėtingos sistemos esminius principus.

Volframas tvirtina, kad yra būtina ištirti visas tokias sistemas ir aprašyti, ką jos daro. Pagrindinis tikslas šioje srityje yra suprasti ir apibrėžti skaičiavimo visatą panaudojant eksperimentinius metodus.

NTM kritika

Stephen Wolfram Knyga sulaukė nepaprasto žiniasklaidos dėmesio. Ji apžvelgta ir daugelyje mokslinių žurnalų. Net ir kritikai pažymėjo aiškų pateikimo būdą. Tema buvo laikoma įdomia ir provokuojančia mąstyti. Iš neigiamų aspektų pažymėta autoriaus kuklumo stoka, prastas redakcinis darbas, nepakankamas matematinis griežtumas ir idėjų tiesioginio panaudojimo galimybės nebuvimas. Kai kurie apžvalgininkai dėmesį sutelkė į paprastų programų naudojimą, o ne į fundamentaliąją idėją dėl paprastų programų erdvės tyrimo.

Pagrindinis NTM teiginys yra, kad kuo paprastesnė sistema, tuo labiau tikėtina, kad ji pasireikš daugelyje sudėtingų kontekstų. Tad sistemingai tiriant paprastų programų erdvę galime sukaupti pasikartojimų bazę.

Tačiau daugelis mokslininkų tiki, kad iš daugelio galimų parametrų, tik kai kurie gali pasireikšti tikrovėje. Pavyzdžiui, iš daugelio lygties sprendinių tik kai kurie yra prasmingi. NTM kritikuota ir už tai, kad, atseit, paprastų sistemų elgesys kažkaip perteikia visų sistemų elgesį.

Sakyta, kad Volframas nesupranta evoliucijos teorijos. Pagrindinis priekaištas buvo NTM gali paaiškinti organizmų formas, tačiau nepajėgi paaiškinti jų funkcinio sudėtingumo.

Buvo pažymėta ir tai, kad pateikiamo idėjos nėra visiškai naujos. Edward Fredkin'as*) ir Konradas Cūzė buvo pirmieji, išsakę suskaičiuojamos Visatos idėją, tame tarpe ir visatos, kaip ląstelių automato idėją. Ypač aštrus šiuo klausimu buvo Juergen Schmidhuber'is.

Taip pat skaitykite: Visata kaip kompiuteris

  1. S. Wolfram. A New Kind of Science, 2002
  2. D. Naiditch. Divine Secrets of the Ya-Ya Universe: A New Kind of Science – or a Not-so-new Kind of Computer Program? // Sceptic Magazine, issue 10-2, 2003

Pastaba. Šis (esantis žemiau gelsvame fone) tekstas yra Vikipedijos straipsniai. Vikipedijos straipsniai pateikiami su GFDL licencija, leidžiančia jį laisvai naudoti. Ši ir tik ši (esanti gelsvame fone) šio puslapio dalis gali būti panaudota kitur pagal GFDL licenciją.

Stefenas Volframas

Stefenas Volframas (angl. Stephen Wolfram, g. 1959) – anglų kilmės mokslininkas, dirbęs teorinės elementariųjų dalelių fizikos ir kompiuterinės algebros srityse. Jis yra kompiuterių programos „Mathematica" sukūrėjas.

Gimė 1959 m. rugpjūčio 29 d. Londone. Tėvas Hugo Volframas buvo rašytojas, o motina Sibilė - Oksfordo filosofijos profesorė. Mokėsi Itono viešojoje mokykloje ir jau 16 m. amžiaus paskelbė straipsnį iš elementariųjų dalelių fizikos ir įstojo į Oksfordo universitetą. Būdamas 20 m. amžiaus Kalifornijos technologijos institute gavo daktaro laipsnį.

Kalifornijos Technologijos institute fizikos departamente 1979-1981 m. kūrė kompiuterinės algebros programą SMP (angl. Symbolic Manipulation Program) tapusią „Mathematica" užuomazga. Tačiau nesutarimai dėl patentų sukėlė daugelį teisminių ginčų. Kaip jų pasekmė, vėliau SMP buvo 1983-1988 m. kompanijos „Inference Corp." vystoma ir platinama kaip komercinė programa.

1986 m. jis pradėjo kurti „Mathematica", kurios pirma versija pasirodė 1988 m. 1987 m. jis buvo vienas kompanijos „Wolfram Research" įkūrėjų. Ši kompanija vysto ir platina „Mathematica" programą.

1992-2002 m. jis rašė prieštaringai vertinamą knygą „Naujo tipo mokslas", nesudėtingų kompiuterinių programų empirinę analizę. Jis teigė, kad tos programos labiau nei tradicinė matematika gali padėti pažinti gamtą. Tokiu būdu jis išvystė Konrado Cūzės Skaitmeninės visatos idėją.

Mathematica

Mathematica yra komercinis programinės įrangos paketas, sukurtas S. Volframo. Paketą prižiūri ir vysto jo įsteigta Wolfram Research firma. Pirmoji Mathematica versija pasirodė 1988 m. Tai vienas dažniausiai naudojamų matematikos-gamtos mokslų programų paketų.

Mathematica yra daugiaplatformė programinė įranga, veikianti Linux, Apple Macintosh, MS-DOS, NeXT, OS/2, Unix, VMS ir Windows sistemose. Ji skirta matematiniams skaičiavimams atlikti, turinti puikias algebros uždavinių sprendimo ir analizės (taip pat grafinės) galimybes. Ypač gerų rezultatų programa pasiekia atlikdama simbolines algebros operacijas, pavyzdžiui, prastindama trupmenas, integruodama ir diferencijuodama.

 

*) Edvardas Fredkinas (Edward Fredkin, g. 1934 m.) – amerikiečių mokslininkas, kompiuterių mokslo specialistas, skaitmeninės fizikos pionierius. Didžiausias jo indėlis į atgaminamų (reversible) skaičiavimų ir ląstelinių automatų teorijas. Įvedė terminą skaitmeninė filosofija. Pradžioje dirbęs fizikos srtityje, 1956 m. susidomėjo kompiuteriais. 1958 m. įsidarbinęs „Bolt Beranek & Newman“, paskatino ją įsigyti vieną pirmųjų PDP-1, kurią gavo be jokios programinės įrangos. Jis jai parašė asemblerį FRAP ir jo pirmąją OS. Jis suprojektavo PDP-1 modifikacijas, būtinas BBN Laiko paskirstymo sistemai. Jis sukūrė pirmąją pertraukimų valdymo sistemą, kurią DEC pavadino „Sequence Break’. Jis yra ir medžio tipo duomenų struktūros autoriu. 1962 m. įsteigė vieną pirmųjų kompiuterinių technologijų kompaniją „Information International, Inc“. 1968 m. grįžo į akademinę sritį tapdamas MIT profesoriumi. Galiausiai apsistojo Carnegie Mellon’o un-te. Jis sukūrė ir automobilių kompiuterinės navigacijos koncepciją; suprojektavo SALT ląstelinių automatų seriją.
Skaitmeninė filosofija (SF) yra viena skaitmeninio pankompiutenalizmo, teigiančio, kad visi fizikiniai procesai yra skaičiavimų arba informacijos apdorojimo formos, atmainų. Pankompiutenalistai tiki, kad biologija yra redukuojama į chemiją, kuri savo ruožtu redukuojama į fiziką, o ši, galiausiai, - į informacijos apdorojimą. E. Fredkinas SF aprašė eilėje savo straipsnių.

Poezija ir skaitiniai
Filosofijos sritis
NSO svetainė
Vartiklis