KTU mokslininkas Vytautas Stankus: dirbtinis intelektas ir „Šventojo gralio“ paieškos

Šiandienos mokslo pasaulyje viena iš populiariausių diskusijų temų – tai dirbtinis intelektas, kuris didžiuliu greičiu skverbiasi į kone į visas sritis. Dirbtinio intelekto sąsajos su informatika, robotika, matematika – lyg ir aiškios, bet kaip susieti dirbtinį intelektą su fizika?  

Apie dirbtinio intelekto taikymus fizikoje, jo naudą ir grėsmes žmonijai, apie naujų, Žemėje natūraliai neegzistuojančių medžiagų sintezę, kalbamės su Kauno technologijos universiteto Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) Fizikos katedros docentu Vytautu Stankumi.

̶  Kalbant apie dirbtinį intelektą (DI) plačiąja prasme, kaip jūs manote, ar jo ne per daug? Ar ne per aktyviai jis skverbiasi į kone visas mokslo ir gyvenimo sritis? Ar DI nesukels grėsmės gyvybei? Pavyzdžiui, švedų kilmės fizikas ir kosmologas, Masačusetso technologijos instituto (MIT) profesorius Max Erik Tegmark (Maksas Erikas Tegmarkas) knygoje „Gyvybė 3.0: žmogus dirbtinio intelekto amžiuje“ kaip tik ir rašo apie tai, kad žmonija, naudodamasi dirbtiniu intelektu, prisikūrė robotų, kurie išsilaisvinę iš savo kūrėjų ima kenkti žmonijai. Arba filme „Matrica“ paaiškėja, kad laikas ir erdvė, kurioje yra žmogus, viso labo tik fikcija – mašinų sukurta realybė, skirta kontroliuoti žmones… Sutinku, kad tai fantastika, bet… Ką jūs apie tai manote?

– Tai nėra toks lengvas klausimas. Įdomus sutapimas, bet tas pats Maksas Tegmarkas yra praeitame mano interviu minėtos daugiapasaulinės interpretacijos teorijos aktyvus šalininkas ir vienas iš stipriausių fizikinės kosmologijos teoretikų.

Tiesa, jau minėtoje savo knygoje MIT profesorius stengiasi nueiti toliau, nei plačiai išnagrinėtos robotų išsilaisvinimo ir kovos su žmonija temos. Jis svarsto įvairius žmonijos sugyvenimo su DI ateities variantus.

Kalbant apie šią temą fantastikoje – labai daugelyje kūrinių robotai sukyla prieš žmoniją ir tai yra faktas, priimtas „pagal nutylėjimą“, ir siužetas vystosi jau kovojant su esamu priešu. Nesakau, kad man nepatinka filmai „Terminatorius“, „Matrica“ ar panašūs, bet juose yra projektuojamos žmogaus savybės į mašinas ir viskas čia yra ganėtinai paprasta.

Bet yra ir tokių kūrinių, kurie kelia klausimą „kuo gi mes žmonės iš principo galėtume skirtis nuo robotų-androidų, jei juos sukurtume kuo labiau panašius į save ir, žinoma, pranašesnius?“.

Pavyzdžiui, filmai „Bėgantis skustuvo ašmenimis“ (pagal Filipo K. Diko romaną „Ar androidai sapnuoja elektrines avis“) arba „Dirbtinis intelektas“. Ar robotas gali turėti laisvą valią, turėti savimonę, mylėti, nekęsti, turėti jausmus, turėti motyvaciją? Ar gali turėti norų (ar net slaptų)? Visi žmogaus norai yra susiję su išgyvenimu, kuris būdingas tik gyvybei, pradedant nuo ląstelės.

Jei mes turėtume atsakymus į šiuos klausimus, tai nereikėtų apie tai svarstyti t. y., jei DI galėtų iš principo tapti bent jau tokiu kaip mes – jis su laiku taptų konkurentu žmonijai, vadinasi, ir grėsme jos išlikimui. Galbūt žmogus sąmoningai ir siekia sukurti dirbtinį žmogų, kad suprastų, kas pats iš tiesų yra? Ir ši idėja nėra tokia  nauja – dar viduramžiais alchemikai siekė sukurti homunkulą…

Bet, jei robotas liks tik mašina, jis vis tiek bus pavojingas. Kompiuterinės programėlės, vadinamos virusais, jau daug metų kenkia žmonėms. Išsivysčius robotikai iki buitinio taikymo, tai gali tapti grėsme ne tik kompiuteriui, bet ir žmogaus gyvybei. Šiuo klausimu abejonių nekyla. Bet pažinimas visada turi dvi monetos puses.

Prisiminkite branduolinę fiziką – tai didelių energijų sritis. Dideles energijas galima panaudoti žmonijos gerovei kurti arba ją žudyti. Bet ar branduolinė energija yra blogis? Be jos net Visatos nebūtų (nekalbant apie gyvybę)! Bet čia mes turime būti itin atsargūs su apmąstymais ir labai aiškiai suvokti, kad viskas yra pavojinga – ir genetine inžinerija užsiiminėti, ir kosmosą užkariauti yra pavojinga.

Net automobiliu važiuoti yra pavojinga. Tačiau jei visi šiuo metu atsisakytų motorinio transporto, tai įvyktų absoliutus ekonominis kolapsas ir pasaulis įkristų į apokalipsę. Tai belieka tik svarstyti ir vertinti, kas yra pavojingiau.

– Ačiū, kad leidotės į „filosofinius“ apmąstymus apie dirbtinį intelektą, bet dabar grįžkime į realybę… Dabar jau kalbėkime ne apie kino juostose ar romanuose sukurtą DI, bet apie jį realiai egzistuojantį mūsų kasdieniame gyvenime. Ar dirbtinis intelektas gali ateityje „išstumti“ žmogaus veiklą, t. y., ar galės dirbtinis intelektas pakeisti žmogų, jo protą?

– Iš dalies jau atsakiau į šį klausimą. Jei mes dirbtinį intelektą laikysime savotišku savo gebėjimų pagerintu protezu ar egzoskeletu, tai toks pakeitimas atneštų daug naudos. Manau, kad jis daugelį darbų galėtų dirbti vietoje žmogaus ar bent jam padėti. Tačiau ar dirbtinis intelektas pasieks žmogaus lygį ir ar sugebės jį „išstumti“ – tai gana sudėtingas ir keblus klausimas.

Jau ganėtinai seniai kompiuteriai lenkia žmogų kai kuriuose gebėjimuose (pavyzdžiui, žaidžiant šachmatais), bet tai viso labo mašinos. Jei mes kalbame apie žmogų – tai kalbame apie jo visumą. Šiuo aspektu manau, kad ne. Mes iki galo nežinome, kas yra DI  ir kaip veikia žmogaus sąmonė, savimonė, iš kur atsiranda estetinis jausmas ar etikos suvokimas ir kiti dalykai, kurie, kaip minėjau, mus skiria nuo DI.

Ar DI ateityje galės būti paprasčiausiai nuobodu? Ar gali jame atsirasti polėkiai kurti, svajoti, ieškoti nuotykių, įsimylėti, būti nesavanaudžiu, patirti nuostabą? Gal čia aš jau poetiškai pradėjau kalbėti, bet tikrai nesuvokiu, kaip tai galima būtų suprogramuoti ar pačiam robotui apsimokyti.

– Kaip aiškėja iš jūsų pasakojimo, dar labai daug turime neatsakytų klausimų, bet todėl ir įdomu, kad daug nežinomųjų. Juk žmonijai visada buvo smalsu tai, kas nepažinu, o DI kaip tik ir yra vienas iš naujų mokslinių interesų sričių. Sakykit, ar tarp jūsų studentų yra besidominčių DI? Ar Jūsų studentai apskritai dalyvauja mokslinėje veikloje? Jei taip, tai kokiose kryptyse ir kokius tyrimus atliekate?

– Ne, kol kas nėra studentų, tiesiogiai dirbančių fizikoje ir dirbtinio intelekto srityje. Kaip minėjau anksčiau, nuo šių metų rudens, studentams, pasirinkusiems Taikomosios fizikos studijas KTU MGMF, į studijų planą bus integruota daug dirbtinio intelekto modulių.

Tada, tikiuosi, jie bus aktyvūs ir šioje srityje. Dabar visi mūsų mokslinės grupės studentai, tarp jų ir doktorantai, dirba medžiagų fizikos kryptyje, o jei dar tiksliau – tai naujų (netgi visiškai Žemėje natūraliai neegzistuojančių) medžiagų sinteze plazminiais metodais.

Gal tai ne tiesiogiai susiję su dirbtiniu intelektu, bet mokslo sritis, kurią šiuo metu vystome, yra naujų medžiagų kūrimas kitos kartos atminties elementams. Tai vadinamos multiferoinės ir magnetoelektrinės medžiagos. Šia tema pasaulyje pastaraisiais metais publikuojama apie 800 mokslinių straipsnių per metus. Tyrimų tikslas yra medžiaga, pasižyminti vadinamu magnetoelektriniu sąryšiu. Šios srities mokslininkų bendruomenėje ji yra vadinama dar neatrastu „Šventuoju graliu“.

Naudojant tokią medžiagą  atminties arba netgi loginiuose procesoriaus elementuose, energijos sąnaudos sumažėtų apie šimtą kartų. Tai pajustų kiekvienas vartotojas. Kompiuterių greitis būtų visiškai kitoks, nereikėtų laukti, kol užsikraus „Windows“ operacinė sistema, atminčių talpos padidėtų tūkstančius kartų, jų greitaveika būtų milžiniška ir, pasak vieno mokslininko „…, o mobiliuosius telefonus reikėtų krauti tik kartą per mėnesį“. Taigi „Šventojo gralio“ paieškos – labai svarbios.

– Jūsų pasakojimas apie naująją medžiagą – labai įdomus. Net neabejoju, kad fizikams ją atradus, įvyks mokslo perversmas. Tai ar galėtume teigti, kad fizika – labai universalus mokslas, ją galima taikyti daugelyje sričių – nuo radijo bangų taikymo ryšio priemonėse ar fizikos taikymų branduolinėje medicinoje iki taikymų kuriant ir atrandant naujas medžiagas?

– Fizika yra pats universaliausias, fundamentaliausias ir įdomiausias mokslas. Fizikai žino patį materialios visatos fundamentą – galima sakyti jos statybines plyteles. Jie beveik žino, kaip atsirado ir vystosi visa visata, kaip gamtos dėsniai valdo visą materiją. Fizikai gali moksline kalba ir filosofiškai kalbėti apie būties paslaptis.

Aš net kažkada pagalvojau, kad, jei lygintume fiziką su kitais mokslais ar su kitomis žmogaus pažinimo veiklomis, pavyzdžiui, su filosofija, politologija, religijomis, menais ir kitomis, tai pastebėtume, kad visos jos bando pažinti tikrą tiesą, atrasti idealią visuomenės santvarką, atrasti žmogaus vietą pasaulyje ir daug kitų nuostabių dalykų, tačiau jos nuolat keičiasi – kas dešimtmečius, šimtmečius ar tūkstantmečius.

Pabandykite įsivaizduoti, kokiame pasaulyje gyveno egiptiečiai prieš 4 tūkstančius metų ir kaip keitėsi per tą visą laiką pasaulis, kol atkeliavo iki mūsų?

Keitėsi civilizacijos, kultūros, politinės sistemos, architektūra, mados. Daug mokslų tyrinėja žmonių civilizaciją. Biologija tyrinėja gyvybės atsiradimą ir jos kelią Žemėje (3,7 mlrd. laikotarpis), geologija tyrinėja Žemės vystymąsi – dar milijardu seniau. O ką tyrinėja fizika?

Patį seniausią ir didžiausią įmanomą objektą – mūsų dar taip menkai pažįstamą visatą, iš kurios viskas, įskaitant ir mus, atsirado. Man patiko kažkada perskaityta Nobelio premijos laureato Abdus Salam mintis: „gal visatos tikslas ir buvo vystytis 14 mlrd. metų, kad atsirastų žmogus, kuris galėtų minties galia „pamatyti“ jos gimimą? O kad žmogus apskritai tai galėjo – tai tik fizikos dėka.“

Iš kitos pusės, – visi inžineriniai mokslai išsivystė iš fizikos pasiekimų, todėl geras fizikas gali dirbti praktiškai bet kurioje inžinerijos ir netgi kitose srityje. Jis visada turės platesnį požiūrį, kritinį mąstymą ir originalų priėjimą prie problemos sprendimo.

– Minėjote, kad nuo šių metų rudens, KTU studentams, pasirinkusiems taikomosios fizikos studijas, bus dėstomi ir įvairūs DI moduliai. Ko čia bus mokomi studentai ir kokių žinių jie įgis?

– Šiuo metu dirbtinio intelekto taikymo ir sąsajų su įvairiais mokslais vizijos yra labai įvairios. Kodėl gi neturėtų? Ne dirbtinio, bet natūralaus intelekto sąsajų yra žymiai daugiau ir praktiškai su viskuo. Mano dirbtinio intelekto ir fizikos ryšio vizija yra labiau praktinė. Jei mes panagrinėtume, kas yra fizika, aš atsakyčiau, kad tai – mokslas, aprašantis fizinę realybę.

Visos formulės, dėsniai, duomenys, grafikai, teoriniai modeliai yra tik šios realybės atspindys. Kaip „priversti“ kompiuterį suvokti, kas vyksta aplinkui? Reikia kad jis visų pirma „žinotų“ fiziką – t. y. sukurtų dėsnių, modelių, lygčių, parametrų, konstantų ir kt. duomenų bazę.

Visų antra „duoti jam akis, kad matytų“ – prijungti jam jutiklių sistemas, vaizdo kameras ir kt., t. y. sukurti sąsają su išoriniu pasauliu. Ir galiausiai trečia – leisti „suprasti“, t. y. taikyti dirbtinio intelekto logaritmus ir metodus, kad jis galėtų priimti sprendimus kaip interpretuoti, ką jis „mato“. Pavyzdžiui, jeigu jūs matote krentantį obuolį nuo obels, tai suprantate, kas vyksta. Taip ir kompiuteris gali gebėti teisingai interpretuoti panašius ir žymiai sudėtingesnius reiškinius.

Bakalauro Taikomosios fizikos (su DI specializacija) studijų programa kaip tik taip ir sukonstruota. Galima sakyti, kad ji paremta keturiomis kolonomis: fizika, elektronika, DI ir bendrauniversitetinės studijos. Fizikos kolonoje – visi pagrindiniai klasikinės ir šiuolaikinės fizikos moduliai (jie sudaro didžiąją dalį).

Elektronikos kolona yra tai, ką minėjau apie kompiuterio „akis“ – kaip sujungti jutiklius, jų sistemas, vaizdo kameras su kompiuteriu taip, kad jis „matytų“ fizinį pasaulį. DI – programavimo, duomenų analizės, mašininio mokymosi, dirbtinio intelekto sistemų kūrimas ir kt. Na, ir paskutinė yra bendrauniversitetinės studijos – be jų netapsi universiteto iš didžiosios raidės absolventu.

Specialistas, pabaigęs tokias studijas, galės realiai taikyti fiziką bet kur – jis net pats „mokys“ kompiuterius ar robotus, kaip teisingai atpažinti fizinę realybę ir nesvarbu, ar tai būtų kasdieniai įvykiai, ar sudėtingi procesai pramonėje, ar moksliniai tyrimai laboratorijoje.

– Ką galėtumėte patarti jaunimui, tik dabar besirenkančiam studijas? Ir ką galėtumėte patarti tiems, kurių galvose knibždėte knibžda visokiausių idėjų ir noro visur dalyvauti? Klausantis jūsų pasakojimo, man susidaro įspūdis, kad norint, galima suderinti visas veiklas ir viską suspėti.  Ar aš klystu?

Ne, jūs neklystate. Aš noriu patarti svarbiausią dalyką – nesivaikyti populiarių ar tuo metu madingų specialybių. Rinktis tik tai, kas iš tikrųjų patinka.

Tik būdami „savo rogėse“ jūs pasieksite iš tiesų daug. Kitaip tik sugaišite brangų laiką ir, arba liksite vidutinybėmis, arba vis tiek grįšite prie savo tikrųjų norų. Viską galima suderinti, jei yra noras, siekis, kuris atitinka svajones. Kitaip neįmanoma.