How do you feed the world?

a film directed by Denis van Waerebeke for the « Bon appétit » exhibition,
aimed mainly at the kids aged 9 to 14.

written by : Sabrina Massen & Denis van Waerebeke
design : Montag /// animation : Juliette Hamon-Damourette
sound design : Ruelgo /// voice : Mark Jane

production Montag for the french « Cité des sciences et de l'industrie »
CSI team: Dorothée Vatinel, Maud Gouy, Manon Courtay, Alisson Boiffard
CSI production: Sabrina Massen

How to feed the world ? from Denis van Waerebeke on Vimeo.

Misteroj de la Naturo: la komplekseco de la svarmoj

El la libro "Complexity: A Guided Tour" de Melain Mitchell.

Brazilo: Amazonia pluva arbaro. Duonmiliono da armeaj formikoj estas marŝanta. Neniu mastrumas ĉi tiun armeon; ĝi ne havas komandanton. Ĉiu unuopa formiko preskaŭ estas nevida kaj neinteligenta, sed la marŝantaj formikoj kune kreas koheran amason, kies formo similas al ventolilo, kaj ĉi amaso svarmas, mortigas, kaj efike voras ĉiun predon sur sia vojo. Tio, kio ne tuj voreblas, estas transportita kun la svarmo. Post tago de enrompado kaj detruado de la manĝebla vivo de riĉa foresto, kiu grandas ĉirkaŭ kiel futbalo-kampo, la formikoj konstruas sian noktan rifuĝejon -- sfero, kiu largas ĉirkaŭ unu metro kaj kiu konsistas el la ligitaj korpoj de la laborantoj, gastiganta la junajn larvojn kaj la reĝino ĉe la centro. Kiam la sunleviĝo alvenas, la viva sfero malligiĝas, formiko post formiko, tiel ke la kolonianoj denove reakiras sian lokon por la taga marŝo.

Nigel Franks, biologiisto, kiu fakas pri la formika konduto, skribis, "La unuopa, armea formiko estas unu el la bestoj, kiuj havas la plej malkompleksan konduton," kaj, "Se 100 formikoj estus lokitaj sur ebeno, ili marŝus ronde, laŭ neniam malgrandiĝantaj rondoj, ĝis ili mortus elĉerpite." Tamen, metu kune duonmiliono el ili, kaj la tuta grupo fariĝos tion, kion iu nomis "superorganismo" kun "kolektiva inteligento".

0 Komento(j)

Ĉu la ideoj estas vivaj?

Hodiaŭ stranga ideo frapis min: "ĉu la ideoj estas vivaj?".

Ĉi tia simpla demando estas, fakte, pli grava ol tio, kio tuj ŝajnas. Sendube, post la legado de la libro de Waldrop pri la komplekseco, mia vidpunkto pri la vivo tute ŝanĝiĝis; aŭ pli bone, eble ĝi nur vastiĝis. Mi ne estis novulo pri la ideo, laŭ kiu la koncepto de la vivo ne estas devige ligita al la medio, pere de kiu la vivo estiĝis. La vivo estas "nura", belega organizado inter tre multaj agantoj, kiuj povas esti eĉ multe neinteligentaj.

Tio, kio hodiaŭ okazis, malsimile al antaŭe, estis ke mi aplikis tion pri la ideoj.

Ekde kelka tempo, mi estas preskaŭ certa, ke la natura selektado laboras tre bone eĉ pri la cerbaj aferoj. Eble ĝi laboras ĉe diversaj niveloj, kaj eĉ pri la plej alta nivelo: tiu de la pensoj.

Nu, ĉi tia ideo baziĝas parte sur la libro de Capra, La reto de la vivo, kaj parte sur la libro de Waldrop, Komplekseco. Kiam oni devas atribui la adjektivon "viva" al io ajn, oni devas esti atenta, ĉar kio signifas esti viva? Se oni rigardas ĉian organismon, oni rimarkas, ke ĉiam estas la DNA. Praktike, la organismoj, kiujn oni vidas kiel la reprezentantoj de la koncepto de vivo, ĉiam havas la DNA-n. Ĉi tiu granda molekulo enhavas la "memoron" de la karakterizoj de la organismo. Kelkaj el tiuj karakterizoj estas tute novaj; anstataŭe la ceteraj estas egalaj al la gepatro(j).

DNA

Se oni vidas la organismojn, oni vidas, ke kutime ĉiu organismo emas produkti sin mem (ĉe la plej simpla nivelo de komplekseco de la organismoj) aŭ generi idaron kune kun alia ulo, kaj la rezultoj, la idoj, estas miksaĵoj de la karakterizoj de la gepatroj. Kelkmaniere, ankaŭ en la lasta okazo la rezulto estas, ke parto de la karakterizoj de la gepatroj kopias sin mem en la idoj. Ĉi tiu sistemo estas la bazo de la generado kaj de la disvastiĝo de la vivo sur la Tero. La nevivo estas ĉio, kio ne estas viva. La vivo estas tre kompleksa organizaĵo, kaj la nevivo ne estas tiel kompleksa.

La problemo ĉi tie estas: bone, la vivaj sistemoj estas tiuj, kiuj estas ĉe la plej kompleksaj niveloj de organizado, sed kiom kompleksaj? Se oni metus la kompleksecon sur linio, ekzakte kiel la reeloj, kaj oni difinus nulo-nivelon de komplekseco kiel punkto de ĉi tiu linio; de ĉi tiu punkto al dekstro, la komplekseco pliiĝu, nu, kie estus la krita punkto, trans kie oni povus konsideri "vivaj" la sistemojn, kiuj ekde tie lokiĝas?

Mi pensas, ke la komplekseco ne estas io, kion oni povas studi kvante, sed oni devus studi ĝin kvalite; nome, la gravaj demandoj estas: kio karakterizas iun ajn vivan organismon? Kio diferencigas la vivulojn de la nevivaj?

Tiaj demandoj ne estas simplaj, ĉar ĉio emas iri al la plej fundamenta kaj ne tuj atingebla demando: kio signifas esti viva?

Hieraŭ vespere mi ne daŭris skribi, ĉar mi volis relegi kelkan pecon de la libro de Capra. Mi memoris, ke tie li klopodis por sintezi novan vidpunkton pri la vivaj sistemoj, kaj li resumis la diferencojn de la vivuloj pere de tri karakterizoj:

1) Organizado-skemo: estas la aro de la interrilatoj inter la partoj, kiuj konsistigas la sistemon;

2) Strukturo: estas la fizika materio, per kiu ĝi estas farita;

3) Aŭto-produktado: estas la kapablo daŭrigi la organismo-skemon pere de la strukturo uzita.

Ni faru klarigantan ekzemplon. Biciklo havas la unuajn du karakterizojn; unue, ĝi havas organizado-skemon, ĉar ĉiu parto (ĉeno, dentrado, stirilo, pedaloj, selo, k.t.p.) havas difinitajn rilatojn kun la ceteraj partoj; due, ĉi tiu skemo povas esti praktike estigita multmaniere: oni povas fari ĉi tiun biciklon per aluminio aŭ ŝtalo, oni povas havi stirilon je kuro aŭ je monto, oni povas havi selon grandan kaj komfortan aŭ etan kaj sportan. Ĉi tiuj estas la detaloj pri la strukturo. Kaj pri la aŭto-produktado? Nenio, nulo. La biciklo ne produktas sin mem, ĝi bezonas homojn, kiuj estigas ĝin de la bazaj elementoj; krome, post la estigo, la biciklo ne kapablas reproduktiĝi aŭ simple kloniĝi. Ĝi nur povas resti tie kaj pasive reagi al la ĉirkaŭa ŝanĝanta medio.

Se oni bone pensas, ĉi tiu skemo, ĉi tiuj tri karakterizoj, kiujn Capra elpensis, estas tre interesaj, ĉar ŝajnas, ke ili sukcesas kapti la intuician sencon, kiun ni homoj havas pri la vivo. Fakte, ni repensu pri la virusoj. Ĉi tiuj estaĵoj estas tiel simplaj, ke oni ete povas diferencigi ilin de la plej kompleksaj molekuloj. Fakte, precipe la viruso konsistas el DNA aŭ RNA, kiu estas enkapsuligita de proteina ŝelo. Ili havas organizado-skemon, ĉar iliaj genoj havas tre klarajn rilatojn inter ili mem, kaj la strukturo estas tiu de la DNA, kun adenino, timino, guanino kaj citozino. La viruso estas precize la plej malgranda strukturo konata kiel portanto de genetika informo (la virusoj povas enhavi kelkcentajn genojn, dume la homoj enhavas pli ol tridek-milojn da genoj).

Nun, kio igas viruso inda de la tre grava adjektivo "viva"? Kio diferencigas ĝin el la rokoj aŭ el iu ajn senanima? Nu, ĝi povas aŭto-produkti sin mem, tio estas, ĝi povas ekspluati aliajn ĉelojn de la gastiganto por kloni sin mem. Tiel ĝi kapablas disvastigi sian genaron. Tiel estas, ke dum ĉiu jaro diversaj virusaj malsanoj disvastiĝas inter la homoj (kaj ankaŭ inter la animaloj kiel la insektoj).

Tiam, ĉu sufiĉas, ke iu ajn sistemo povas subteni sian strukturon kaj, tial, sian organizado-skemon por esti klasifikita kiel viva? Ĉu ne ekzistas alia eco, kiun la vivaj estaĵoj kunpartigas?

Mi havas obĵeton: en la kompleksa organizado de la formikoj, la plej multo de la uloj estas malfekunda, nome, ili ne povas generi idojn, kaj do ili ne povas transigi siajn genojn. Tio estas la pruvo, ke la natura selektado povas labori ĉe diversaj niveloj, kaj (aŭ) ĉe individua nivelo kaj (aŭ) ĉe grupa nivelo. Se la natura selektado okazus nur ĉe la individua nivelo, oni ne komprenus kiel okazas, ke la plej multo de la formikoj estas malfekunda. En la organizado de la formiko, la natura selektado agas sur la svarmo kaj ne sur la unuopa ulo. Tamen, ĉu la malfekundaj formikoj indas la adjektivon "vivaj"? Nur la regino povas aspiri al tiu kondiĉo, ĉar ĝi estas la nura (krom la maskoj, kiuj elspezas siajn etan vivon fekundigi la reginon), kiu transigas siajn genojn, tial ŝi transigas la plej parton de sia strukturo kaj organizado-skemo. La DNA de la unuopaj malfekundaj uloj, kiu povas modifiĝi pro mutacioj, neniam povas influi rekte la idaron de la regino.

Formikoj

Rimarku la adverbon "rekte". Fakte, la diversaj malfekunduloj influas la svarmon kaj sekve ankaŭ la regino. Imagu se la regino komencus naskigi nur tre maladaptiĝantajn formikojn. Tiam kiu okupiĝus de la multaj laboroj inter la svarmo? Se la malfekundaj formikoj (kiuj konsisti preskaŭ la tutan svarmon) estus maladaptiĝantaj, tiam la regino mem riskus sian vivon, kaj sekve ankaŭ la svarmo mem estus en vivdanĝero.

La vivaj strukturoj, ĉefe la plej kompleksaj el ili, kunpartigas alian econ: la adaptebleco. Fakte, la principo de evoluado de Darwin estas precize bazita pri la natura selektado. Ĉiu vivulo emas daŭrigi sian strukturon, siajn karakterizojn, pli aŭ malpli konscie. Tamen por transvivi la ofte tre danĝerajn ŝanĝojn de la medio, la vivuloj devas adaptiĝi, nome trovi novan enan organizadon, kiu permesu ilin mastrumi la novajn kondiĉojn daŭrigante la propran strukturon (kaj do la propran organizado-skemon).

Viruso ne povas fari multon por adaptiĝi al la ŝanĝanta medio, sed sufiĉas hazardaj mutacioj por ŝanĝi la ecojn de la viruso. Se ĉi tiuj novaj ecoj permesas al ĝi pli bone adaptadon al la medio, tiam la viruso denove sukcesas disvastigi rapide. La fakto estas, ke la unuopa viruso ne povas ŝanĝi sin mem. Certe, mutacio iel ŝanĝas la enan organizadon de viruso, sed la viruso ne faris ion por akiri tiun kondiĉon. La transvivon oni akiras ĉe la virusaro, ne ĉe la unuopaj uloj.

Pri la homoj (aŭ la plej kompleksaj animaloj) la afero malsimilas. Sendube ekzistis kaj ekzistas natura selektado, kiu laboras ĉe la homaro nivelo (mutacio, kiu favoras certajn ulojn; kiel ekzemple la mutacioj, kiuj ŝajnas okazintaj antaŭ multaj jarmiloj: ĉi tiu mutacio permesis al la uloj, kiuj translokiĝis al nordaj lokoj de la Eŭropo, digesti la laktozon; fakte ĉe tiel nordaj latitudoj la sunradioj ne sufiĉas por la produktado de vitamino D, kiu okupiĝas pri la ĝusta kreskiĝo de la ostoj; la primitivaj homoj uzis la lakton de la bestoj, kiujn ili komencis bredi, kaj tamen tiam neniu povis digesti la laktozon post la sesa jaro de vivo. Tie tiuj, kiuj ne suferis de rakitismo, dependante de la manko de vitamino D, mortis de disenterio de la konsumo de lakto.) Tamen ekzistas eĉ natura selektado ĉe la individua nivelo. Fakte, nur la uloj plej adaptitaj al la medio povas transigi siajn genojn al la estontaj generacioj. Tamen, diversmaniere ol la virusoj, la unuopa homo povas aktive reorganizi sian enan organizadon por adaptiĝi al medio.

La korpo de la bestoj (homo inkluzivita) estas tre adaptiĝanta. Tre klara ekzemplo, laŭ mi, estas pri la diversaj malsanoj, kiuj frapas nin ĉiu-jare. La vakcinoj baziĝas precize sur ĉi tiu adaptebleco: oni inokulas diversajn malfortigitajn virusojn en la korpo tiel, ke ĉi-lasta povas percepti la specon de la viruso kaj reorganizi la produktadon de antikorpoj, kiuj estas specife konstruitaj por kontraŭigi tiujn virusojn. Poste, kiam oni bedaŭrinde estas trafita de tiuj virusoj, renkontitaj ĉe la medio, nia ena organizado estas jam preta por tre bone kontraŭigi ilin. Krome estas ankaŭ la altiĝo de la ena temperaturo (la febro), kiu kreas malbonan medion por la virusoj.

La adaptiĝado de la bestoj ne nur okazas ĉe la virusaj faktoroj, sed ankaŭ ĉe la mensaj. Fakte nia cerbo estas la plej granda centro de adaptiĝado de nia korpo. La homa socio pruvis, ke la homa cerbo bone adaptiĝas al la medio tiel, ke ĝi sukcesas aktive ŝanĝi la ĉirkaŭon, kreante la plej ĝustaj vivo-kondiĉoj. Kaj ĉe la homa kaj ĉe la homara niveloj la adaptebleco estas multe evidenta.

Ju pli mi pensas pri ĉi tiuj aferoj, des pli mi ekkonscias, ke la korpo tre multe similas al komputilo. La plej grandaj diferencoj inter la homoj kaj la komputiloj estas ĉefe du:

1) la homoj havas plej grandan adapteblecon;

2) la homoj povas reproduktiĝi.

Kiam ni sukcesos donaci al maŝinoj la kapablon de adapti tre bone al ŝanĝanta medio, kaj la kapablon de reproduktiĝi, tiam la diferenco inter artefaritaĵo kaj vivaĵo estos tre malgranda.

Fakte, jam nuntempe la informadikaj virusoj ("I.V." ekde nun) estas rigarditaj kiel tre strangaj

Viruso

strukturoj. Ili preskaŭ konfuzigas nin pri la koncepto de vivo. Fakte, multaj I.V. havas karakterizojn, kiuj tute similas al la vivantaj organizoj. Ilia DNA estas la programo, kiu kelka pirato skribis. Multaj el ili povas tre bone adaptiĝi al la diversaj kondiĉoj, kiujn ili renkontas. Kaj ne nur: ili reproduktiĝas, iĝante miloj da similaj virusoj. La bonŝanco, almenaŭ pri tio kion ĝis nun mi scias, estas ke la ena strukturo ne povas ŝanĝiĝi. Ne ekzistas natura selektado ĉe la I.V. Aŭ pli bone, iu speco de natura selektado ekzistas, sed ĝi dependas de la homoj, kiuj dum la tempo perfektigas la I.V.-n. Tiam ĉe la programado nivelo estas natura selektado, kiu instruas la piratoj por plibonigi iliajn kreaĵojn.

Tamen ĉu oni atingus la nivelon, kie programisto povu krei I.V.-n, kiu ekde tiu momento ŝanĝu sian enan organizadon por pli bone adaptiĝi al la medio? Mi pensas, ke jes, kaj eble ni jam estas tie, sed mi ne estas tiel informita pri la plej novaĵoj pri ĉi tiu temo. Mi nur scias, ke ekde la fino de la 60aj jaroj, oni produktis diversajn programojn, kies ĉefa eco estis la adaptebleco. Tiuj programoj (precipe la genetikaj algoritmoj) povas reskribi la propran DNA adaptiĝante al la medio. Ĉe ĉi tia nivelo, ĉu la I.V.-aj povas esti konsideritaj iel vivaj?

Do, mi demandis al mi mem: ĉu ni povas konsideri la mensajn ideojn kiel vivaj?

Nun mi povas precizigi ĉi tiun demandon, kaj diri: ĉu la ideoj reproduktiĝas? Ĉu la natura selektado laboras ĉe ilia nivelo? Ĉu ili daŭrigas ilian organizado-skemon?

Mi pensas, ke la respondo al ĉi tiuj demandoj estas: jes!

Se oni pensas pri ĉi tiu temo, oni devus rekoni la samajn karakterizojn de la vivantaj sistemoj. Ni iru grade.

1) Ĉu la ideoj havas organizado-skemon? Iel jes. Ideo estas ofte difinita serio da interrilatoj inter diversaj mensaj estaĵoj, kiuj povas reprezenti realajn objektojn.

2) Ĉu la ideoj havas strukturon? Jes. Fakte la aroj da neŭronoj, kiuj samtempe pafas iliajn elekto-kemiajn signalojn, estas tio sur kio baziĝas la pensoj kaj la ideoj.

3) Ĉu la ideoj havas aŭto-produktado? Jes. Pensu tiel: ĉiu homo samtempe estas simila kaj malsimila al la aliaj. Ĉiu el ni havis gepatrojn, kaj ni kunpartigas diversajn karakterizojn kun ili. Ĉu ne okazas io simila al tio en nia cerbo? La ideoj nenia naskiĝas el nenio: ili estas ĉiam filoj de unu aŭ pli aliaj antaŭaj ideoj. Vere, kelkfoje la filoj ne multe similas al la gepatroj, sed ĉi tiu ankaŭ okazas kun la homoj, ĉu ne? Ne nur, oni povas vidi, ke multaj ideoj povas eliri el la unuopa cerbo kaj disvastigi inter aliaj cerboj (precize kiel virusoj).

4) Ĉu la ideoj estas submetitaj al natura selektado? Jes! Fakte, kiom da fojoj kelka niaj ideoj kontraŭas kun la realo? Je tiuj momentoj, ili "pereas" ĉar la komparo kun la realo dekretis ilian senkonsistecon. Natura selektado eĉ funkcias male; nome, kiam ideo tre bone reprezentas karakterizon de la perceptita realo, tiu ideo fortiĝis en nia menso.

Cerbo

Mi ne volas aserti, ke la ideoj estas vivaj. Mi nur trovas, ke ĉi tiun penson, kiu frapis min hieraŭ, estis tre interesa hipoteza, kiu bezonus eksperimentajn pruvojn, sen la kiuj ĉi tiuj restas nuraj konjektojn.

0 Komento(j)

Respondi al komento

Modifi vian komenton

Eksterterano-ĉasistoj devus serĉi artefaritajn inteligentojn

(Tradukado de BBC-artikolo.)


Longserva astronomo asertis ke la ĉaso de ekstertera vivo devus konsideri eksterteranajn "sentantajn maŝinojn".

SETI, Serĉado de Eksterterana Inteligento, ĝis nun serĉis radiajn signalojn de mondoj kiel Tero.

Tamen Seth Shostak, astronomo de SETI, opinias ke la tempo ekde la ekstertera evoluigo de radia teknologio ĝis la evoluigo de artefarita inteligento (AI) estus mallonga.

Skribante sur Acta Astronautica, li asertis ke la ebloj favoras la trovadon de tia ekstertera AI, ol "biologia" vivo.

Multoj, kiuj laboras pri SETI, ekde longa tempo asertis ke la Naturo povus esti solvinta la problemo de la vivo, uzante malsimilan strukturon aŭ malegalajn kemiajn kombinaĵojn, sugestante ke la eksterteranoj ne nur povus esti nekompareblaj al ni, sed ili povus malegalis nin ĉe la biologia nivelo.

Tamen, SETI esploristoj ĉefe laboris sub la premiso - kiel starta punkto por la serĉado tra la tuta universo - laŭ kiu, la eksterteranoj estus "vivaj" laŭ la senco, kiun ni konas.

Ĉi tio direktis la ĉason al vivo, kiu almenaŭ sekvas kelkajn regulojn de biokemio kaj vivas dum finia periodo de tempo, generas filojn kaj estas submetita al la procezo de la evoluo.

Tamen D-o Shostak asertas, ke dume la evoluo povas foruzi grandan amason de tempo por evoluigi estaĵojn, kiuj kapablas komuniki preter ilia planedo, la teknologio povus esti antaŭeniranta tiel rapide, ke ĝi jam povas eklipsi la specion, kiun evoluigis ĝin.

"Se vi rigardas la tempan skalon de la evoluigo de la teknologio, ĉe certa punkto vi eltrovas la radion kaj tuj poste vi iras tra la aero kaj tiam ni havas la eblon por trovi vin," li diris al BBC Novaĵoj.

"Tamen dum malmultaj jarcentoj ekde la eltrovo de la radio - almenaŭ se ni estas ia ekzemplo - vi eltrovas la pensantajn maŝinojn; verŝajne ni faros tion dum ĉi tiu jarcento.

"Tiel vi inventis viajn heredantojn kaj nur dum malmultaj jaroj vi restas 'biologia' inteligento."

Laŭ probablo-vidpunkto, se tiaj pensantaj maŝinoj iam evoluis, estas pli probabla trovi signalon de ili ol de la 'biologia' vivo.

Micromondi (17)

Movanta Celo

John Elliott, longserva SETI-esploristo de la Leeds Metropolitan University, asertas ke D-o Shostak estas konkretiganta senton, kiu ne estas nekomuna en la SETI-komunumo.

"Vi devas komenci de ie, kaj tio ne malpravas," D-o Elliot diris al BBC Novaĵoj.
La ekstertera AI de la centro de Lakta Vojo povus decidi restadi ĉe galaksiaj centroj, kie materio kaj energio abundas.

"Tamen post serĉado de signaloj dum 50 jaroj, SETI iras al konscio ke verŝajne la kompreno de la metodo, laŭ kiu nia teknologio evoluas, estas bona indikilo por kiel aliaj civilizoj - se ili ekzistas tie ekstere - povus esti evoluintaj.

"Certe tio, kion ni serĉas tie ekstere estas evolua movanta celo."

Kaj D-o Shostak kaj D-o Elliott opinias, ke trovi kaj kompreni ian ajn mesaĝon de tia eksterteraj pensantaj maŝinoj povus esti pli malfacila ol la "biologia" okazo, sed la ideo provizas novajn direktojn al kiuj rigardi.

D-o Shostak asertas, ke la ekstertera AI-vivo verŝajne migrus al lokoj, kie ĉu materio ĉu energio - la solaj aĵoj, kiuj interesigus la maŝinojn, laŭ li - abundus. Tio signifas ke la SETI-ĉaso povus bezoni enfokusiĝi pri varmaj, maljunaj steloj aŭ eĉ pri la centroj de la galaksioj.

"Mi opinias, ke ni povas foruzi almenaŭ malgrandan parton de nia tempo... rigardante al direktoj, kiuj eble ne estas la plej allogaj laŭ biologia inteligento, sed eble kie la sentantaj maŝinoj vizitadas."