Zložitosť, Lem, možnosti

Stanislaw Lem v knihe Summa technologiae sa zaoberá aj dôsledkami informačnej krízy, ktorú výstižne prirovnáva ku megabitovej bombe a ku výbuchu supernovy. Tak ako hviezda spaľuje svoj materiál, tak aj ľudská civilizácia spotrebúva ľudské a materiálové rezervy pri lavínovitom raste vedy. Pritom s priblížením ku hraniciam informačného obsahu vedy klesá pravdepodobnosť nových objavov. Stanislaw Lem si kladie otázku, čo sa stane s civilizáciou, ktorá dosiahne informačného vrcholu, alebo sa k nemu asymptoticky blíži? Z teórie informácie vieme, že kapacita každého informačného kanálu je obmedzená. Veda, zdôrazňuje Lem je takým kanálom, ktorý spája civilizáciu s vonkajším svetom ako aj so sebou samotnou, čiže na jednej strane s materiálnym svetom a na druhej strane s ľudskou spoločnosťou, konkrétne s jej spoločensko-ekonomickým systémom.

Lem uvádza tri možné výsledky tejto „veľkej hry“, teda hry medzi civilizáciou a okolím. Prvou možnosťou je prekonanie krízy, čiže výhra, druhom možnosťou je remíza a treťou prehra. Prvé dve možnosti sú možné len využitím metód a výsledkov kybernetiky. Výhra znamená vytvorenie informačných kanálov s ľubovoľne veľkou prenosovou kapacitou. To si vyžaduje vytvorenie intelektronických strojov, ktoré Ashby pomenoval ako zosilňovače inteligencie.

Druhý možný výsledok je remíza. Civilizácia vytvára postupne okolo seba umelé prostredie využívajúc výsledky vedy. Remíza môže znamenať, že civilizácia si uvedomuje, že pokračovanie stratégie neustáleho rastu môže viesť k vyčerpaniu zdrojov, ale súčasne už má k dispozícii také prostriedky, ktoré jej zabezpečujú existenciu tisícky, alebo aj milióny rokov. Môže realizovať nové typy spätných väzieb a vytvoriť nový, ako píše Lem, svet vo svete. Tento sa ďalej vyvíja, ale už nepozorovane pre vonkajšieho pozorovateľa a je uzavretý do „kyberneticko-sociotechnickej“ škrupiny.

Tretí výsledok je prehra.    Druhý možný výsledok je remíza. Civilizácia vytvára postupne okolo seba umelé prostredie využívajúc výsledky vedy. Remíza môže znamenať, že civilizácia si uvedomuje, že pokračovanie stratégie neustáleho rastu môže viesť k vyčerpaniu zdrojov, ale súčasne už má k dispozícii také prostriedky, ktoré jej zabezpečujú existenciu tisícky, alebo aj milióny rokov. Sú to prostriedky získané vedou, ktoré umožňujú obmedziť nadbytok informácie a súčasne dokáže vytvoriť informácie nového typu, ktoré jej umožnia vyriešiť napríklad energetický problém, ktorého vyriešenie je absolútne nutné pre zabezpečenie existencie civilizácie na tisícky rokov v prvej etape a miliónov rokov v ďalšej etape. Vyriešenie tohto, z hľadiska ďalšieho vývoja síce dôležitého, ale z perspektívneho hľadiska predsa len bežného technického problému, rozhodne o dosiahnutí remízy veľkej hry. Civilizácia vo fáze informačnej krízy môže skonštruovať úplne nový typ spätných väzieb, vytvorenie akéhosi „sveta vo svete“, autonómnej uzatvorenej spoločnosti, ďalej sa rozvíjajúcej, ale už nepozorovateľnej pre vonkajšieho pozorovateľa.

Nakoniec treťou možnosťou je prehra. Pramení z toho, že nezvládne informačnú explóziu a začne sa špecializovať na niektoré oblasti, počet ktorých sa postupne zmenšuje. To však môže oslabiť vedné oblasti, ktoré sme chceli uchovať, prípadne rozvíjať, pretože dnes sú vedné oblasti silno navzájom prepojené.  

Čierna skrinka

Čierna skrinka je synonymum zložitého systému. Je to protiklad nami vytvorených algoritmizovaných artefaktov. Ako zostrojiť takúto čiernu skrinku? V prírode vznikli evolučne. Mozog je materiálnym dôkazom. Odpoveď zatiaľ nepoznáme. Podľa princípu nevyhnutnej variety len veľmi zložitý regulátor zvládne zložitosť veľmi zložitého systému tak, aby ho mohol regulovať podľa našich cieľov. Ako hovorí Stanislaw Lem; vieme, čo hľadáme. Vzorom sú biologické systémy. Avšak zatiaľ vždy rozhodujúcim regulátorom a to v rôznych formách, je človek. Stafford Beer uvádza v Kapitole svojej knihy Kybernetika a řízení kapitolu Náčrt kybernetickej továrne. V procese kultúrnej a technickej evolúcie však čierne skrinky istého druhu vznikajú.

Uvažujme, napríklad, reguláciu elektrizačnej sústavy. Jej zložitosť, alebo varieta, je vyjadrená počtom stoviek tisíc generátorov elektrického prúdu rôznych druhov. Prepojených do jednotného európskeho systému, ktorý má rádovo stovky miliónov až niekoľko miliárd individuálnych  a rôznych iných odberateľov. Pre drvivú väčšinu nielen laikov, ale aj odborníkov, ktorí sú časťou riadiacich systémov – dispečingov v jednotlivých krajinách, údržbárov, inštalatérov a montérov v podnikoch, pracovníkov elektrární, ap., je centrálne riadenie a koordinácia tejto mohutnej sústavy skoro dokonalou čiernou skrinkou. Sú jej súčasťou, vykonávajú rôzne činnosti, napríklad robia revízie elektrických zariadení, ale veľká väčšina z nich ani netuší, ako celý systém funguje v európskom meradle. Pre väčšinu spotrebiteľov  je dispečing Slovenska tiež čiernou skrinkou. V tomto hierarchickom decentralizovanom systéme pre veľkú väčšinu ľudí predstavujú jednotlivé regulátory na rôznych úrovniach riadenia skoro dokonale čierne skrinky. Ešte  v stredoveku ľudia používajúci bežné nástroje ako pluh ap., poznali relatívne detailne a dokonca poznali ich konštrukciu a vedel ich nielen používať, ale aj opraviť. Dnes túto informáciu má spoločnosť; ani veľmi kvalifikovaný odborník nepozná do detailov ako systém funguje.

Kybernetika a sociológia

Teoreticky každý zložitý systém môžeme regulovať. Avšak pôsobenie čiernej skrinky ako regulátora môže naraziť na prudký odpor spoločnosti. Napríklad ako akčný zásah proti cyklickým krízam v ekonomike môže regulátor čierna skrinka navrhnúť  zrušenie súkromného vlastníctva a zospoločenštenie výrobných prostriedkov. Ak je to však zakázané, nutne sa tým zmenšuje stupeň voľnosti zásahu regulátora. Ak sa použije namiesto regulácie sila, vzniká, napríklad prostredníctvom revolúcie, nový stav spoločnosti, napríklad diktatúra.

Dôležitá je otázka množstva informácie pre reguláciu. To by mala byť z hľadiska nejakej optimálnosti minimalizované, ale ľudia nie sú stroje a chcú mať, vlastniť informáciu, aj keď ju nepotrebujú. Spoločnosť sa asi musí neustále rozhodovať a nechce odovzdať úlohu regulátora čiernej skrinke. Kultúrna evolúcia má oveľa väčší počet stupňov voľnosti ako prírodná. Oproti prírode v spoločnosti jestvuje obrovský počet individuálnych vôlí ako o tom výstižne píše Tolstoj. To spôsobuje prechody do stavov, napríklad pomocou revolúcií, ktoré v prírode sa nevyskytujú. Ľudia majú ako indivíduá aj ako kolektívy vlastné ciele a tieto chcú dosiahnuť svojou uvedomelou činnosťou a nechcú to prenechať strojom. Tým ponechávame len pomocné úlohy.

Zmena spoločenského poriadku ako odozva regulátorov sociálnoekonomického systému na prejavy krízy je možná, ale vzhľadom na rádovo väčšiu zložitosť evolúcie týchto systémov oproti  evolúcii prírodnej ako aj na vedomé programovanie svojich individuálnych a kolektívnych cieľov, zatiaľ nežiaduca a v podstate nereálna. Dosiahnutie nejakého typu harmonickej dynamickej rovnováhy je cieľom, ale aj produktom spoločenskej evolúcie. Popri vedomej zložke riadenia, daného vládou, zákonmi a najmä obmedzeniami, existuje náhodná zložka evolúcie, vyplývajúca z obrovskej zložitosti systému. Práve nájdenie optimálneho stupňa takýchto obmedzení, zákazov a príkazov, za pomoci čiernych skriniek ako zosilňovačov inteligencie by mohlo byť predmetom kybernetickej sociológie, ktorá bude zahrňovať aj kybernetickú ekonómiu ako formálnu časť a aj v súčasnosti ešte veľmi 5ažko predstaviteľné čierne skrinky pre vytváranie metafyzických systémov a modelov, najmä pomocou metód virtuálnej reality, pretože tieto v evolúcii nepochybne zohrali dôležitú úlohu.

Duch v stroji

Môže stroj myslieť? Ako zistíme, že sa v stroji objavilo vedomie? Ako to spoznáme? To sú otázky, na ktoré ani pred 50-imi rokmi, keď Lem písal Summu, ani dnes odpovede nepoznáme. Základným problémom je či človek so svojou mozgovou kapacitou, so svojimi vedomosťami, algoritmami rozumu ako hovorí Amosov  a s vlastnými heuristikami, dokáže posúdiť výsledky modelovania a návrhy algoritmov regulácie, riadenia a rozhodovania, ktoré mu predložia ako možnosti pre výber regulátory vo forme zosilňovačov inteligencie. Čiže rôzne druhy homeostatov a čiernych skriniek, ktoré už jestvujú aj dnes, aj keď sú len na začiatku pomyselnej škály zložitosti, ktorú si predstavujeme najmä porovnávaním s biologickými systémami. Dnes sa objavujú systémy, ktorých zložitosť môže človek zvládnuť len zložitým sprostredkovaním a interpretáciou výsledkov modelovania a aj ich činnosti. Aktuálnou sa stáva otázka Stanislawa Lema: ako skontrolovať to, čo sa skontrolovať nedá?

Je to typický prejav princípu vonkajšieho doplnenia Stafforda Beera; na danej úrovni regulácie, v danom jazyku, vznikajú antagonistické situácie, ktoré sú typické nie pre formálnu dvojhodnotovú logiku, ale pre dialektickú logiku Hegla. S tou však zatiaľ kybernetické regulátory, ani samotné počítače nevedia nič urobiť. Preto je tým najvyšším regulátorom zatiaľ človek. Avšak na svoje rozhodnutia budú ľudia ako regulátory potrebovať superpočítače, aby zvládli zložitosť regulovaných procesov. Nakoniec bude musieť rozhodnúť v určitých veciach nejaký planetárny rozhodca, ktorý sa tiež bude opierať o zosilňovače inteligencie; teda dnes o systém nejakých superpočítačov. Vzniká celosvetová sieť rozhodovacích procesov, vo forme hierarchického decentralizovaného regulátora, ktorý navonok vyzerá ako pavučina obopínajúca zemeguľu. To je ten global brain, o ktorom sa píše už vyše pätnásť rokov. To je tá čierna skrinka, ktorá vznikla plánovito aj evolučne, zahŕňa obrovské množstvo čiernych skriniek ako zosilňovačov inteligencie. To je spomínaný Lemov informačný kanál, ktorý spája človeka a prírodu do jedného celku.

V takomto systéme, samozrejme, vznikajú na základe tých istých faktov, situácií, ich rozdielne hodnotenia a teda aj rozdielne algoritmy a výsledky regulácie. Ako poznamenáva Lem, práve tento stupeň rozdielnosti je funkciou a aj mierou zložitosti. Práve v tejto situácii by bolo vhodné použiť dialektické metódy rozhodovania; protichodné stanoviská, výsledky, situácie môžeme charakterizovať pomocou Heglovej triády: rozhodnutie (téza), kontrarozhodnutie (antitéza), ktoré sú vytvorené z tej istej databázy. Vyššia úroveň musí na základe objavenia konfliktu uvedené alternatívy integrovať (napríklad nejakou štrukturálnou analýzou a využitím zákona negácie negácie) a generovať nové rozhodnutie (syntéza). Syntéza zahŕňa odhalené skryté príčiny a predpoklady a vypracovanie novej koncepcie riešenia a príslušného rozhodnutia, pričom môže dôjsť aj k dodatočnému rozšíreniu databázy o nové informácie.

Toto všetko je však len relatívne „jednoduchšia zložitosť“. Pre predstavu ako pracuje skutočne zložitý stroj v kybernetickom zmysle, ktorý predstavuje človek, ktorý sa pohybuje, koná, si musíme uvedomiť, že v každom okamihu na biliónoch miest nášho tela prebiehajú procesy okysličovania buniek, regulujú sa systémy molekúl, z ktorých každá samostatne neustále  vykonáva brownovské pohyby a to celé musí byť regulované vyššími regulátormi, napríklad tlaku krvi, tele lesnej teploty, trávenia, atď. Celý tento súbor regulácií máme od prírody. Ale reguláciu sociálnoekonomického systému nám príroda nedala do vienka. Musíme si poradiť sami. Táto zložitosť začína byť zložitejšia ako mozog. Tú už človek, ktorý je obmedzený Kantovými bariérami, nezvládne. Jediná nádej sú neobyčajne zložité regulátory, teda homeostaty vo forme čiernych skriniek, nejaké suoer mega počítače, na ktoré sa ľudia budú musieť spoľahnúť. Tieto vytvárajú ľudia vo svojej technickej evolúcii ako súčasť globálnej evolúcie ľudskej kultúry  a postupne preberajú na seba reguláciu a koordináciu spoločnosti.

Regulácia veľmi rozsiahleho systému

Regulácia v biologických systémoch, ale aj v ekonomických, sociálnych zahŕňa obrovské množstvo premenných a navonok sa veľmi líši od regulácie technických systémov. Hlavnou príčinou je podľa Ashbyho varieta rušivých vplyvov, ktoré musí regulácia odtrávniť. Varieta porúch je pritom úmerná a koreluje s počtom častí dynamického systému. Ak je sytém veľmi zložitý a regulátor má obmedzenú kapacitu v porovnaní systémom, nadobúda zákon nevyhnutnej variety rozhodujúci význam. Význam tohto zákon je v tom, že pri danej kapacite regulátora je množstvo regulácie   (vyjadrené ako množstvo informácií, ktoré môžeme kanálom regulácie preniesť) ohraničené.

Ak je systém veľmi rozsiahly, môžeme reguláciu urobiť viac viacero spôsobmi. Ak sa regulácia nerobí, organizmus, všeobecne zložitý systém, hynie. Napríklad reguláciu urobíme tak, že znižujeme svoje požiadavky, čiže ciele. Pri regulácii križovatky môžeme sformulovať reguláciu semaforov zložito, adaptívne, podľa počtu a rýchlosti áut a s možnou predikciou. Nakoniec zvolíme bežné riešenie s pevne nastavenou logikou semaforov a tým podstatne obmedzíme varietu pôvodného systému, regulácia je bez spätnej väzby a má charakter prinútenia. To je celkom primitívne riešenie, ale veľmi často používané. Ďalšou možnosťou je zvýšenie výkonu regulátora.

Uvažujme, spolu s Ashbym, o inej možnosti, ktorá vyplýva zo zákona nevyhnutnej variety a to tak, že analyzujme množinu porúch a výsledkom je zmenšenie jej variety. Napríklad, môžeme analýzou zistiť, že obrovský počet zložiek množiny porúch je možné podstatne zmenšiť, pretože jednotlivé zložky nie sú nezávislé, náhodné procesy, ktoré ich opisujú nie sú absolútne náhodne, čiže sa nejedná o biele , ale farebné šumy (napríklad markovovské procesy). Teda skutočná varieta množiny porúch bude oveľa menšia ako naše prvé odhady. Ak je kapacita regulátora daná, je to jediný spôsob ako reguláciu uskutočniť. Čiže regulácia sa dosahuje faktickou redukciou variety pôvodného opisu systému a teda jeho zjednodušením. To otvára pre reguláciu neobyčajne zložitých systémov nové možnosti.

Aj pri veľmi zložitých systémoch sa činnosť regulátorov opakuje v tom zmysle, že reaguje na podobné situácie spojené s opakovaním rušivých vplyvov. Samotné opakovanie výskytu porúch je už obmedzením variety. Úlohou konštruovania regulátorov je teda aj analýza všetkých možných údajov o poruchách a potom redukcia zložitosti regulátora. Jednou z možností je aj etapovité konštruovanie regulátora, napríklad dichotomickým odbúravaním neurčitosti a vytváraním viacúrovňových regulátorov, ktoré fungujú ako zosilňovače regulácie.