Lynkurs i entropi (eller: hvorfor verden går til helvete)

Forenklet sagt er entropi (S) et uttrykk for hvorfor spontane prosesser bare går en vei, hvorfor evighetsmaskiner ikke virker, og hvordan det hele ender til slutt. Begrepet kan fortolkes på flere måter:

1) S = grad av uorden:

Alle spontane prosesser fører til økt entropi. Dette gjelder f.eks. når en varm gjenstand plasseres inntil en kald, slik at temperaturen jevnes ut. Tilsvarende når en dråpe blekk sprer seg i vann, når noe dør og råtner, eller når ting gradvis går i stykker fordi ingen vedlikeholder dem. Spontan endring fra et ordnet til et uordnet system. Forfall.

2) S = andel ikke-utnyttbar energi:

Alle prosesser som representerer økt orden (redusert entropi) er ikke-spontane, dvs. de krever energi. Energiomsetning innebærer imidlertid en desto større entropiøkning (gjennom temperaturutjevning), slik at entropien uansett øker totalt.

Eksempel: Alt liv og all utvikling på jorda (entropi-reduksjon) drives av energi-omsetningen i sola (entropi-økning). Økningen er alltid størst.

Entropien totalt i universet når til slutt et maksimum, da alle temperaturforskjeller er utjevnet. Ingen spontane prosesser er lenger mulige, og energi kan ikke lenger konverteres til nyttbar form. Med andre ord: Verden forfaller. Liv og sivilisasjon er midlertidige fenomener.



Denne teksten kom på 3. plass av 9 bidrag i kategorien «religion og vitenskap» i Bloggidol. Bidragene ble sendt inn anonymt, og kunne ikke være på mer enn 200 ord.

     abre © 18/02/2008     » Fag & funderinger               Kommentarer (1)

Skilpadde-etikk

En vitenskapsmann holdt en gang et populærvitenskapelig foredrag om astronomi. Han fortalte om planetene som kretser rundt sola, sola som kretser rundt Melkeveiens sentrum, osv. Etter foredraget reiste en eldre frue seg og tok ordet: «Unge mann, De tar nok feil. Jorden hviler nemlig på ryggen til en gigantisk skilpadde.» Vitenskapsmannen ville vite hva som i såfall befant seg under skilpadden. «De er smart, unge mann», svarte damen, «men det er naturligvis skilpadder hele veien ned!»

Denne anekdoten illustrerer problemet med uendelig regresjon: Alt må ha en årsak, og man kommer aldri fram til et første utgangspunkt. Den har bl.a. vært brukt som et argument mot kreasjonisme.

Et moralsk fundament?

Det samme bildet kan imidlertid også brukes om verdisyn: Våre standpunkter i enkeltsaker er basert på mer fundamentale holdninger, og i «bunnen» ligger såkalte grunnleggende verdier. Men hva hviler disse på? Svever de i løse luften? De religiøse har tilsynelatende en første skilpadde å stable etikken sin på, nemlig gud. Men dermed flytter man bare regresjonsproblemet over til å gjelde guds eksistens i stedet. Og hva med oss som ikke tror på gud? Er vi uten noe moralsk fundament?

I matematikken opererer man med aksiomer, dvs. valgte grunnsetninger som resten av matematikken er basert på. Vi kunne ha valgt andre aksiomer, og dermed fått en annerledes matematikk. Men det viser seg at de aksiomene som vanligvis legges til grunn gir en matematikk som kan brukes til å beskrive virkeligheten, slik vi observerer den. Matematikken danner et kart som stemmer med terrenget.

Kan vi tenke slik når det gjelder etikk? Hva betyr det i såfall at kartet stemmer med terrenget? La oss først ta en omvei om biologien:

Gener og natur

I 1835 kom Charles Darwin til Galapagos-øyene. Her gjorde han oppdagelser som senere fikk stor betydning for hans evolusjonsteori. I boka The Voyage of the Beagle skrev han:

«I have not as yet noticed by far the most remarkable feature in the natural history of this archipelago; it is, that the different islands to a considerable extent are inhabited by a different set of beings. My attention was first called to this fact by the Vice-Governor, Mr. Lawson, declaring that the tortoises differed from the different islands, and that he could with certainty tell from which island any one was brought.»

Evolusjon avhenger av såkalt naturlig utvalg av arvelige egenskaper (gener). I populariserte framstillinger sier man gjerne at «den sterkeste overlever». Dette er imidlertid en forenklet og til dels misvisende beskrivelse. For det første handler det ikke om å være sterk, men å være godt tilpasset miljøet. For det andre er det ikke slik at kun den best tilpassede overlever. Variasjon i egenskaper gir ulike fordeler og ulemper mhp. overlevelse og muligheten til å få parret seg, og det vil være mange forskjellige kombinasjoner av egenskaper som fungerer «godt nok». Det er derfor riktigere å si at ved ressursknapphet (eller knapphet på tilgjengelige maker) vil de dårligst tilpassede individene tape i konkurransen, og deres egenskaper vil dermed forsvinne ut av genpoolen.

Av og til oppstår nye egenskaper, pga. mutasjoner. De fleste av disse er skadelige, men det hender at de er fordelaktige. De vil i såfall kunne utkonkurrere andre egenskaper, og dermed bidra til at arten endres.

Men det er altså miljøet som bestemmer hvilke egenskaper som er henholdsvis «gode» eller «dårlige». Man kan si at det fungerer som et filter for genene. Når miljøet endrer seg, kan derfor andre egenskaper enn tidligere få konkurransefortrinn. Dersom en populasjon splittes opp, f.eks. ved at den sprer seg til flere øyer som siden er isolert fra hverandre, og miljøene på disse øyene er litt forskjellige, vil hver delpopulasjon utvikle seg forskjellig. Når disse forskjellene blir store nok, klassifiseres delpopulasjonene som separate arter.

Merk at en arts miljø ikke bare består av ytre faktorer som klima, terreng og geologi, men også av andre individer og arter. Artene er hverandres miljøfaktorer. For en bestemt dyreart kan planter f.eks. fungere som kamuflasje i tillegg til å være føde, mens andre dyr kan være konkurrenter, byttedyr eller predatorer. Når artene utvikles, endres dermed også miljøet for hver enkelt art. Det er altså snakk om en vekselvirkning: Miljøet bestemmer hvilke egenskaper som utgjør fordeler i kampen om å overleve, og dermed hvordan artenes utvikling blir, mens utviklingen av artene i sin tur er med på å forme miljøet, som igjen gir nye betingelser for videre utvikling, osv.

Memer og kultur

Utviklingen av kultur og ideer kan beskrives på noenlunde tilsvarende måte, der kulturen tilsvarer miljøet og ideer tilsvarer gener.

Ideer er ofte konkurrerende. Noen vil ha sterkere påvirkningskraft enn andre, og disse vil i sterkest grad spre seg og danne grunnlag for nye ideer. De bidrar dermed til å forme og utvikle kulturen. Dvs, det foregår en sosial evolusjon tilsvarende den biologiske. Og akkurat som ved biologisk evolusjon finner det sted en vekselvirkning: kulturen er et resultat av de ideene som har vunnet frem, samtidig som den er filteret som avgjør hvilke nye ideer som sprer seg og utvikler seg videre.

Biologen Richard Dawkins førte denne analogien noe lenger: han innførte begrepet memer, som en direkte analogi til gener. Memene er altså å forstå som «informasjonsenheter» som spres via sosial påvirkning, istedenfor gjennom arv.

Men hva bestemmer hvilke ideer som overlever og «formerer seg»? Hvordan «velger» den eksisterende kulturen dem ut?

Også dette kan sees analogt til det biologiske tilfellet: De dårligst tilpassede ideene velges bort. Et opplagt eksempel er ideer som er basert på påviselig gale premisser. Vitenskapen har derfor i løpet av de siste 3 – 400 år vært en viktig del av det kulturelle filteret. De fleste ideer er imidlertid av en slik art at det ikke gir mening å snakke om sant eller usant. Dette gjelder f.eks. etiske spørsmål. Men også i slike tilfeller kan noen ideer ha dårlige muligheter til å overleve på lang sikt. Dette vil typisk være tilfelle hvis ideene er skadelige i den forstand at de undergraver kulturen (og dermed sitt eget «livsgrunnlag»). Med andre ord: Ideer som virker sterkt destabiliserende på samfunnet vil være en kulturell «blindvei». De vil naturligvis kunne oppstå flere ganger, eller opprettholdes innenfor subkulturer, men konsekvensene hindrer dem i å spre seg og gi opphav til noen utvikling.

Dermed sitter vi igjen med et mangfold av ideer som enten støtter opp om samfunnet slik det er, eller som bidrar til endringer som oppfattes som utvikling (eller ihvertfall ikke destabiliserer dramatisk). Disse filtreres altså gjennom kulturen slik den til enhver tid er, og denne kulturen er igjen et resultat av den utviklingen som så langt har funnet sted.

Hadde utviklingen fram til i dag vært annerledes, ville kanskje også andre ideer vunnet fram i dag. Hvor forskjellige de kulturelle utviklingsveiene vil kunne være avhenger av de begrensningene som er gitt ved menneskets natur. F.eks. er både empati og egoisme naturgitte egenskaper ved mennesket, og de er derfor en del av grunnlaget for ethvert fungerende etisk system. En annen avgjørende egenskap er at vi er flokkdyr. Dette er kanskje en forutsetning for noen sosial evolusjon overhodet. Disse og andre biologiske egenskaper danner rammen for hva som er mulig kulturelt. Her finner vi altså forbindelsen mellom den biologiske og den sosiale evolusjon: den første danner grunnlaget for den andre.

Så hva betyr det at noe er «riktig» eller «galt»? Fasiten ligger ikke i et fast, objektivt gitt utgangspunkt. Vi trenger ikke vite hvor skilpaddene starter. Vi kan observere hva vi faktisk gjør: vi følger vår samvittighet. Denne er selvsagt ikke identisk for alle individer, men variasjonen er forholdsvis liten innenfor en og samme kultur. For det er der den kommer fra: vi sosialiseres til å føle at ting er riktig og galt, gjennom den kulturen vi vokser opp i. Og denne er altså et produkt av en rekke ideer som har sluppet igjennom det kulturelle filteret i tidligere epoker.

Etikk er dermed til syvende og sist en deskriptiv disiplin: Vi utleder den ikke fra noe objektivt gitt; vi systematiserer og formaliserer vår samvittighet, slik den faktisk har blitt.

Å krysse avgrunner

I århundrer var stabilitet et spørsmål om makt og tro. Trusler om represalier og troen på absolutter holdt menneskene på plass. Selv om man også i gamle dager hadde medfølelse med individer som led, trengte ikke dette være noe vesentlig poeng for hva som ble oppfattet som rett eller galt. Samfunnet besto, uavhengig av individuell lidelse. Så lenge stabiliteten ble opprettholdt, var det ingen behov for endringer.

Etter hvert som absolutt autoritet begynte å falle bort som grunnlag for etikken, ble dette annerledes. Da var det ikke lenger mulig å opprettholde et samfunn der mennesker led og var utrygge. Hensynet til den enkeltes trygghet og velbefinnende ble langt viktigere for stabiliteten i samfunnet, og dermed også for etikken. Et bortfall av troen på det absolutte fører dermed ikke til at «alt blir tillatt», slik noen troende hevder. Snarere tvert om.

En utfordring oppstår når ulike kulturer, som har eksistert atskilt lenge (som øyene i Galapagos) møtes, og de kulturelle normene har utviklet seg svært forskjellig. Hvordan oppnå et felles kart?

For fremdeles finnes kulturer av den «gamle typen», der religion og absolutt makt er bestemmende for etikk og lovverk. Det er likevel et fellestrekk ved alle samfunn at trygghet og stabilitet verdsettes høyt. Man forsøker stort sett å unngå lidelse og nød, i det minste for seg selv og sine nærmeste. Framgang og velstand er også en målsetning i de fleste kulturer, også i en del av de som ikke er moderne i alminnelig forstand. Hvis vi sammenligner slike faktorer: fred, stabilitet, individuell trygghet, utvikling, velstand, osv. – verdier som er viktige overalt – er det liten tvil om at samfunn basert på demokrati og menneskerettigheter har langt bedre resultater å vise til enn andre samfunnsformer. Disse ideene har vunnet frem og utviklet seg, fordi de virker. Dessuten: Våre samfunn var en gang også styrt gjennom religion og absolutt makt. Det er de ikke lenger. Det er derfor rimelig å anta at en tilsvarende utvikling (eller forfall, avhengig av ståsted) vil finne sted i dagens teokratier og diktaturer, gitt at de ulike ideene får konkurrere fritt.

Men det er umulig å foreta noen objektiv sammenligning av ulike kulturer og etiske systemer. Man bruker alltid sin egen etikk som grunnlag for sammenligningen. Et nøytralt ståsted eksisterer ikke. Jeg tror det er viktig å ikke glemme dette. Når det oppstår konflikter mellom ulike tankesett kan man derfor ikke bare heve seg over konflikten, som en nøytral dommer, og liksom se det hele «utenfra». Man er et produkt av sin kultur, og har sin målestokk derfra.

Å stikke fram hodet

Selv om det ikke finnes noe objektivt rett og galt vil vi uansett mene at det vi selv står for er det beste. Og det er jo nettopp når fasiten mangler at meninger blir relevante. Det er malplassert og aldeles overflødig å mene om slikt som kan vises å være sant eller usant.

Men siden ideer konkurrerer kan noen av dem sies å bli «riktige», i den forstand at de lever videre og utvikler seg, på bekostning av de ideene som viser seg å ikke være levedyktige. Så hvis man har tro på egne verdier og standpunkter, bør man gi dem en best mulig sjanse i denne konkurransen. Dvs. ta dem på alvor, leve etter dem, og våge å si dem høyt.



     abre © 24/10/2007     » Samfunn & politikk, Fag & funderinger, Etikk               Kommentarer (5)

De siste tider

«I begynnelsen var jorden øde og tom»

I en milliard år «svevde guds ånd over vannene» før livet oppsto. Så gikk det en milliard år til før det fantes flercellede organismer, og enda en milliard år før det kom insekter, planter og krypdyr. Så oppsto dinosaurene og pattedyrene i løpet av de påfølgende 100 millioner år, før dinosaurene forsvant igjen ca. 100 millioner år etterpå. Etter 50 millioner nye år dukket menneskeapene opp, og så kom australophitecus 10 – 15 millioner år senere. Det moderne mennesket oppsto bare 2 – 3 millioner år etter dette igjen, og vi har nå vært her i ca. hundre tusen år.

Kulturell og teknologisk utvikling kan sees som en forlengelse av den biologiske, men komprimert i tid. Jordbruket oppsto for omtrent ti tusen år siden, skriftspråk for ca. seks tusen år siden, og vitenskap for ca. to tusen år siden. Elektrisiteten ble oppdaget på 1700-tallet og elektriske maskiner kom på 1800-tallet. Så fikk vi den første elektronikken på begynnelsen av 1900-tallet, datamaskiner på 60-tallet, internett på 80-tallet og WWW i 1991. Og nylig: mobiltelefoner til alle, trådløse nettverk, osv.

Altså: jo lenger utviklingen har kommet fra før, jo kortere tid1 til neste viktige «nyvinning». Denne tendensen er tydelig når det gjelder datamaskiner. Ifølge Moore’s lov øker antall transistorer (og dermed regnekraften) i dataprosessorer eksponensielt med tida.

Hvis vi så antar – slik mange forskere på kunstig intelligens gjør – at intelligens og bevissthet kun er et spørsmål om regnekraft og tilstrekkelig høy kompleksitet, blir spørsmålet: hva vil skje når maskinene blir mer intelligente enn oss?

Statistikeren Irvin J. Good beskrev dette slik i 1965:

«Let an ultraintelligent machine be defined as a machine that can far surpass all the intellectual activities of any man however clever. Since the design of machines is one of these intellectual activities, an ultraintelligent machine could design even better machines; there would then unquestionably be an ‘intelligence explosion’, and the intelligence of man would be left far behind. Thus the first ultraintelligent machine is the last invention that man need ever make.»

«Kveld, sjette dag»

Matematikeren og science fiction-forfatteren Vernor Vinge kalte dette fenomenet technological Singularity. I 1993 skrev han:

«Within thirty years, we will have the technological means to create superhuman intelligence. Shortly after, the human era will be ended.»
 
«Any intelligent machine of the sort he [I.J.Good] describes would not be humankind’s ‘tool’ – any more than humans are the tools of rabbits or robins or chimpanzees.»

Han tar imidlertid visse forbehold. Det kan f.eks. tenkes at bevissthet ikke er algoritmisk, og dermed ikke kan oppstå i en datamaskin, eller at dette vil kreve en så høy grad av kompleksitet at utviklingen vil flate ut før den kommer så langt. Men, som han sier:

«If the technological Singularity can happen, it will.»

Ved biologisk evolusjon er tempoet begrenset av artenes reproduksjonsrate. Endringene skjer i små steg, over mange generasjoner, og kan derfor ikke observeres av de individene det gjelder. Selv da dinousaurene døde ut – en «plutselig» hendelse i evolusjons-målestokk – tok det lang tid før pattedyrene overtok som den dominerende dyregruppen på jorda. Dette blir svært annerledes når «evolusjonen» er teknologisk istedenfor biologisk. Ingen vet sikkert hva som eventuelt begrenser hastigheten i denne utviklingen.

Og gud?

Han finnes ikke. Ikke ennå.


  1. Raymond Kurtzweil har generalisert Moore’s lov til å gjelde paradigmeskift generelt – inkludert «milepæler» i evolusjonen – ved å framstille intervallene mellom dem som funksjon av tida i et log-log-diagram. Denne framstillingen har blitt kritisert både mhp. forutsetninger og konklusjoner. Teorien om teknologisk singularitet forutsetter imidlertid ikke en slik sammenheng – bare at utviklingen fortsetter lenge nok. «
     abre © 04/06/2007     » Fag & funderinger               Kommentarer (5)

Hva hvis ansvar ikke finnes?

Jeg er vanligvis motstander av selvbedrag, men det finnes unntak.

Jeg har forstått det sånn at «fri vilje» er et overflødig begrep i psykologien. Alt som kan forklares ved hjelp av fri vilje kan visstnok forklares like bra (eller like dårlig) uten. Ifølge Occam’s razor bør man da slutte at fri vilje ikke eksisterer. Og egentlig forklarer vel ikke fri vilje noe som helst. Tvert imot; man må da forklare selve viljen. Det blir med andre ord omtrent som med gud.

Forskning på hjernen tyder på at våre «beslutninger» blir tatt litt før vi selv blir bevisst dem. Det kan altså se ut til at vi er avanserte automater som bare observerer vår egen atferd, men med så liten tidsforsinkelse at vi tror vi bestemmer.

Jeg synes dette er en trist og ganske provoserende tanke. Men virkeligheten er jo ofte både trist og provoserende. Og kontraintuitiv.

På den annen side er hjernen uansett et unikt system, ved det at vi kan observere verden. Vi er bevisst oss selv og virkeligheten omkring. Og med utgangspunkt i Gödels ufullstendighetsteorem har enkelte (se f.eks. Lucas og Penrose) argumentert for at bevisstheten ikke uten videre kan beskrives som et deterministisk system.

Men uansett hvordan dette prinsipielt henger sammen tror jeg at viljen i praksis er alt annet enn fri. Våre gener og erfaringer bestemmer både hvilke alternativer vi ser, og hvilke av disse vi er tilbøyelig til å velge. Og jo viktigere og mer grunnleggende valg det er snakk om, i desto sterkere grad avhenger de av hvem vi er. Det gir f.eks. liten mening å si at vi velger «fritt» hva vi skal mene eller tro, eller hvilke verdier vi vil bekjenne oss til.

Hva betyr det egentlig når vi sier at vi må ta ansvar for våre handlinger? Eller at noen har skyld i noe? Kunne en forbryter ha valgt å ikke begå forbrytelsen? Ja, sikkert, hvis omstendighetene hadde vært litt annerledes. Eller hvis han hadde hatt litt andre erfaringer. Hvis han hadde hatt et litt annet lynne, osv. Men kunne vedkommende ha valgt annerledes i seg selv, under ellers identiske betingelser? Kanskje, men hva hvis svaret er nei?

Kanskje «skyld» og «ansvar» ikke finnes? Kanskje det bare er konstruksjoner som vi holder fast ved for å gjøre virkeligheten lettere å håndtere? Men jeg tror faktisk vi er nødt til det. Vi trenger å tro at vi kan bestemme våre handlinger, og stå til ansvar for dem. Ellers ville ihvertfall noen av oss handle helt annerledes. Uansvarlig.

Kort sagt: jeg tror den som opplever å ikke ha noe valg, velger dårligere.

     abre © 31/03/2007     » Samfunn & politikk, Fag & funderinger, Etikk               Kommentarer (13)

Bølgeenergi – en kort presentasjon

Den totale energien i havbølgene på jorda er av samme størrelsesorden som det totale energiforbruket i verden. Artikkelen beskriver noen prinsipper og metoder for å utnytte bølgeenergi, med hovedvekt på konvertering til elektrisitet.

Les hele artikkelen

The global amount of ocean wave energy is of the same order of magnitude as the global energy consumption. This essay presents some principles and methods for utilizing ocean wave energy, with emphasis on electrical power conversion.

Read complete article

     abre © 19/10/2003     » Fag & funderinger               Kommentarer (3)

Intervaller, skalaer og akkorder – et musikkurs

En oversikt over toneintervaller, skalaer og akkorder, med hovedvekt på fysiske sammenhenger.

Les hele artikkelen

     abre © 23/08/2003     » Fag & funderinger               Kommentarer (0)
best tracker