AI kontra HI (Human Intelligence) - część I

     Podczas moich studiów (dyplom 50 lat temu!) na ówczesnym uniwersyteckim wydziale Mat-Fiz-Chem nie mogłem wyjść z podziwu - w jaki sposób ci wszyscy wielcy wpadli na swoje pomysły, a mnie pomimo starań tak trudno przychodzi ich zrozumienie?
Owszem, mogę w nieskończoność powtarzać rachunki przytoczone w podręcznikach, a nawet w poważnych pracach naukowych pomimo zastrzeżeń Autorów, że "po dość złożonych, acz oczywistych przekształceniach otrzymujemy, że...:" w końcu jeśli trzeba to mogę się douczyć np. geometrii różniczkowej czy rachunku macierzowego - ale jak i kiedy ci wielcy wpadli na te swoje pomysły? Łatwo można cytować opracowane przez innych pomysły (od czego jest prawdziwy, a nie zabawowy  internet), ale jak i dlaczego to właśnie oni na nie wpadli, a nie kto inny i to właśnie oni stali się gigantami?

     Mnie się coś podobnego raz dawno temu udało - Pan od matematyki uczył nas w IX klasie (były to lata 60 ubiegłego wieku) rozwiązywania równań kwadratowych i faktu, że jeśli wyróżnik (potocznie zwany deltą) jest mniejszy od zera, to rozwiązania równania nie istnieją. Jednak potem przyszedł czas na wzory Viete`a, które pozwalają wyznaczyć sumę i iloczyn pierwiastków równania kwadratowego, nawet wówczas, gdy wyróżnik delta jest mniejszy od zera. Spontanicznie zadałem wówczas Panu Profesorowi pytanie: "Panie psorze, dlaczego można obliczyć sumę i iloczyn czegoś, czego nie ma?". To był świetny nauczyciel, poprosił mnie do siebie po lekcjach, powiedział "wydaje mi się, że zrozumiałeś czym matematyka różni się od rachunków" i skończyłem w kółku matematycznym. Do dziś pomimo upływu 70 lat pamiętam tą wizytę i odkrycie przeze mnie  (oczywiście z pomocą świetnego Profesora Antoniego Bielaka z V Liceum Ogólnokształcącego w Krakowie) liczb zespolonych i możliwości uogólnienia pojęcia ciał liczbowych, przestrzeni i ich wzajemnych zależności. Ułatwiło mi to znacznie późniejsze studia fizyki...

     "Standardowy" nauczyciel (lub nauczycielka) matematyki powielająca przez lata zalecenia zawarte w podstawie programowej lub podręcznikach pedagogicznych moje pytanie odpowiedziałaby w prosty sposób: "nie wziąłeś pod uwagę założenia, że pierwiastki równania kwadratowego istnieją jedynie wówczas, gdy jego wyróżnik jest większy niż zero lub równy zero". Uzyskałby "święty spokój" i mógłby bez przeszkód kontynuować prowadzenie zajęć zgodnie z odgórnymi zaleceniami. Inni uczniowie zapewne zniechęciliby się do zadawania pytań. Być może "standardowy" nauczyciel uzyskałby świetne wyniki "zdawalności" przez swych uczniów kolejnych testów i sprawdzianów. Oczywiście zapewne (mam nadzieję, że tylko z powodu chwilowego braku czasu spowodowanego przeciążeniem pracą) pominąłby dalszą część założenia, która mówi, że chodzi jedynie o pierwiastki rzeczywiste.

      Taki "standardowy" nauczyciel może być z powodzeniem zastąpiony przez AI, natomiast nie wyobrażam sobie, aby mogła zastąpić mojego Profesora, nawet wówczas, gdy dysponowałaby odpowiednią wiedzą. Prawdziwy zaangażowany nauczyciel doskonale wie, jak oprócz autentycznie głębokiej wiedzy ważna jest interakcja z uczniami i oraz wskazywanie im możliwych i interesujących kierunków rozwoju osobistego, a co najważniejsze zdaje sobie sprawę z tego, że istotą rozwoju społeczeństw jest, aby jak najwięcej uczniów (i studentów) przewyższyło w swym rozwoju swych nauczycieli. Do tego niezbędna jest HI - czyli (na użytek tego tekstu akronim "Human Intelligence").

      Osobiście jestem przekonany, że na początku naprawdę epokowych idei, które stały się później kamieniami milowymi rozwoju nauki i techniki musiała na początku stać wyobraźnia i po prostu pomysły, przemyślenia, zauważanie rzeczy i zależności, których inni nie widzą, a nie encyklopedyczna wiedza zdobyta w długich wizyta w bibliotekach. Choćby pobieżne zapoznanie się z historią rozwoju nauki i techniki wydaje się w pełni potwierdzać tą tezę.

     Sama idea a nie nawet znakomity pomysł jednak nie wystarczy - konieczny jest kolejny etap. Sprawdzenie, czy to w ogóle da się ten pomysł rozwinąć, udowodnić swe racje i co równie ważne przekonać do tego innych. W wielu przypadkach idea może okazać się niezbyt spójna lub zbyt uproszczona a czasem również błędna, a sam pomysł i przeprowadzony dowód co najmniej "naciągany". W popularnej kiedyś broszurce "Fizycy żartują" znalazłem takie stwierdzenie:
"Błyskotliwa interpretacja efektu zapewnia powodzenie u Pań, zaś prawdziwa nieśmiertelność".

     I tak się dzieje praktycznie we wszystkich dziedzinach. Niewątpliwie ważną rolę odgrywa także przypadek, lecz "ziarno musi paść na odpowiednio przygotowaną glebę".

     Szczepionka, która wyeliminowała ospę prawdziwą powstała w wyniku zauważenia, przez chirurga i pasjonata ornitologii Edwarda Jennera, który zauważył (w oparciu o tak zwaną wieść gminną), że ludzie zajmujący się bydłem, a zwłaszcza dojarki nie chorują na ospę prawdziwą. Aleksander Flemming (podobno z powodu niechęci do robienia porządków w labie) zauważył, że pleśń powoduje zahamowanie rozwoju bakterii.

     W fizyce jest podobnie - nasza rodaczka Maria Curie-Skłodowska zauważyła, że niektóre minerały emitują znacznie silniejsze promieniowanie niż sam uran. W wyniku żmudnej i dość żmudnej pracy wyodrębniono dwa nowe pierwiastki polon i rad - ale podjęto tą pracę właśnie w wyniku tego spostrzeżenia. W fizyce teoretycznej pomysły to podstawa i w której znaczące sukcesy uzyskują  często bardzo młodzi ludzie jest podobnie. Albert Einstein powoływał się często na przeprowadzony przez siebie w wieku 16 lat eksperyment myślowy, który miał odpowiedzieć na pytanie - co się stanie ze światłem, jeśli jego źródło będzie się poruszało z prędkością światła, jednak prawdziwy szczyt nastąpił jego możliwości nastąpił w wieku 26 lat ("cudowny" rok 1905). Inny gigant fizyki teoretycznej Paul Adrien Maurice Dirac (zaawansowana mechanika kwantowa, elektrodynamika kwantowa, spinory, antymateria) nagrodę Nobla (wspólnie z Erwinem Schoedingerem) otrzymał w wieku 31 lat napisał kiedyś w swym sonecie:
"Wiek nad fizykiem wisi jak bat - oby umarł będąc wciąż żywym mając 30 lat..."
Podczas słynnej Konferencji Solvayowskiej (1927) Dirac dał się poznać jako zaprzysięgły ateista. Podobno Pauli wypowiedział wówczas następującą opinię:
"Dirac ma swoją religię - po pierwsze Bóg nie istnieje, a Paul Dirac jest Jego prorokiem".

     Jakimi dziwnymi drogami chodzi nauka dowodzi to, że Dirac przewidział istnienie pozytonu (czyli antymaterii) w 1928 r. podczas, gdy James Chadwick (Nobel 1935 - Fizyka) odkrył neutron dopiero w 1932 r., czyli cztery lata później. O krok od wykrycia istnienia neutronów byli małżonkowie - Frederic Joliot i Irena Joliot-Curie - Nobel 1935 Chemia. Udokumentowali oni natomiast zdjęciami z komory mgłowej proces kreacji par - foton -> elektron-pozyton potwierdzając tym samym doświadczalnie ideę Diraca.
P.A.M.Dirac została w latach 1960 został członkiem Papieskiej Akademii Nauk...

     Droga od pomysłu do sukcesu nie bywa łatwa - szczególnie dla kobiet. Wystarczy wspomnieć tylko perypetie pierwszej żony Einsteina Milevy Maric lub pani madame Curie (jej dyplom noblowski zawierał jednak także nazwisko panieńskie).  Dzieje się tak również dziś - droga kobiet w środowisku nauk ścisłych bywa do dziś trudna. Znane mi są przypadki prób torpedowania przez kolegów  postępowań habilitacyjnych - na szczęście dopuszczono habilitację na podstawie dorobku naukowego. Genialna matematyczka Emma Noether po wielu problemach tylko dzięki wsparciu ojca, uznanego profesora matematyki mogła uczęszczać jako wolny słuchacz na wykłady z matematyki (kobiety mogły w XIX w. studiować jedynie pedagogikę), a po obronie doktoratu mogła co prawda pracować jako wykładowca, ale bez prawa do wynagrodzenia! Twierdzenie Noether stało się zaś podstawą rozważań o znaczeniu symetrii i zasad zachowania w fizyce. Hinduski naukowiec  Subrahmanyan Chandrasekhar (teoria ewolucji gwiazd, do której obliczenia jako 18 letni student) był wręcz szykanowany z powodu swego hinduskiego pochodzenia przez innego wybitnego (i wpływowego) naukowca Arthura Eddingtona. Nie pomogły nawet koligacje rodzinne - Chandra był bratankiem noblisty z 1930 r. Chandrasekhara Venkata Ramana (odkrywcy rozpraszania światła zwanego dziś efektem Ramana)
Subrahmanyan Chandrasekhar otrzymał, choć dopiero w 1983 r. zasłużoną Nagrodę Nobla.

     W technice bywa podobnie - znane jest powiedzenie Henry Forda I "gdybym ich zapytał, czego potrzebują odpowiedzieliby, że szybszego i mocniejszego konia. A przecież oni potrzebowali WOZU!"
Samochód był znany przed Fordem T, tak samo, jak komputery istniały przez Windowsami firmy, której twarzą jest do dziś Bill Gates - a jednak to oni udostępnili samochody i komputery wszystkim ludziom.

     Zdarzają się też idee i pomysły chybione, a nawet fałszerstwa. Słynna jest sprawa tak zwanych "promieni N", które miały uratować honor nauki francuskiej i stać się przeciwwagą dla promieni X Roentgena, "odkrycie zimnej fuzji jądrowej" czy też detekcja kwarków przy użyciu kul z niobu... Jednak są one zazwyczaj odrzucane, ponieważ ich twórcy, choć nawet poprzednio zasłużeni nie potrafią do swych idei przekonać innych. Weryfikacja i uznanie w środowisku mogą być z różnych powodów, jak w przywołanych przypadkach opóźnione, lecz przecież również dzieła sztuki często znajdują powszechne uznanie po śmierci ich twórców.

Z wielu prac tych gigantów korzystamy do dziś -  oto garść przykładów:

     Silniki cieplne (samochody!) wykorzystują prawa termodynamiki, elektryczność to wynik badań Volty, Faradaya, Maxwella..., komputery to efekt rozwoju fizyki ciała stałego, modna dziś fotowoltaika korzysta z wyników badań efektu fotoelektrycznego (Einstein - Nobel 1922 r.), lasery to emisja wymuszona (znów Einstein), badania promieniotwórczości zapoczątkowały prace z początków XX wieku, zaś fizyka jądra atomowego doprowadziła do budowy bomb (film "Oppenheimer") oraz elektrowni jądrowych.

    Oczywiście nic nie dzieje się natychmiast - pomysły gigantów pozostałyby zapewne mało znanymi ciekawostkami, gdyby nie prace szeregu badaczy i inżynierów, którzy skoncentrowali się na ich rozwoju i wdrażaniu opartych na nich konkretnych rozwiązań. To właśnie ta armia "stanęła na ramionach gigantów" i zmieniła całkowicie nasz Świat, w który stał się globalną wioską, w której można się łatwo przemieszczać (rozwój kolei, motoryzacji i lotnictwa - a nawet kosmonautyki), wymieniać informacje i idee (wprowadzenie półprzewodników i układów scalonych i w konsekwencji współczesnej cywilizacji informacyjnej).  

    Polska niestety nie cierpi na nadmiar gigantów nauki i techniki. Na liście laureatów naukowej Nagrody Nobla reprezentuje nas jedynie Maria Curie-Skłodowska. która jednak swój rozwój i sukcesy zawdzięcza Francji - taki napis widnieje dziś na jej nagrobku w paryskim Panteonie, lecz na Świecie jest znana raczej jako Maria Curie. Upamiętnia ją także nazwa ulicy i stacji metra w Paryżu  - Rue Pierre et Marie Curie. Dawniej ta ulica nosiła nazwę "Rue Pierre Curie" imię Marii dodano dopiero w 2007 roku! W Nowym Jorku jest Plac Marii Curie, również w wielu krajach znajdziemy ulice, instytuty, szpitale oraz szkoły imienia Marii Curie. Preferowana w Polsce wersja jej nazwiska Maria Skłodowska-Curie jest dość rzadko spotykana.

    Choć wielu Polaków - uczonych pracujących w Polsce znalazło się na listach nominowanych do nagrody Nobla to jednak na listach laureatów znajdziemy jedynie uczonych pochodzenia polskiego pracujących za granicą. Niestety, trwa to do dziś, pomimo, że na liście nominatów w latach 60  (dane są ujawniane dopiero po 50 latach) ubiegłego wielu znaleźli się tacy wybitni fizycy jak Marcin Danysz, Leopold Infeld i Jerzy Pniewski.

    Na pytanie, dlaczego tak się dzieje spróbuję odpowiedzieć w drugiej części tego cyklu notek. Na zakończenie tej notki chciałbym zwrócić uwagę PT Czytelników, że prawdziwi giganci nie gnili w bibliotekach (także cyfrowych) lecz żeglowali po nieznanych wodach, których nie obejmowały ówczesne mapy i wiedza.