Prosedurale og innovative prosesser

Prosedurale prosesser

En prosedural prosess følger en predefinert oppskrift, eller et predefinert løp. Prosedurale prosesser kan også kalles for algoritmisk.  Det kan for eksempel være rutiner, utføring av matoppskrifter, en bilreparasjon, eller en matematisk kalkulasjon. En slik rutine består av en serie med instruksjoner for handling. Det kan selvsagt også være avanserte instruksjoner som inneholder betingelser og loops.

I naturen er de fleste deterministiske prosesser prosedurale. Det vil si, gitt naturlover og diverse inngangstilstander så vil prosessen forløpe på en bestemt måte og ende opp med et bestemt resultat[1]. Levende organismer hadde ikke kunnet eksistere uten denne type prosesser. Noen av dem kaller vi for reflekser, for eksempel pupiller som åpner og lukker seg i forhold til mengden lys som treffer øyet. Kjennetegnet for prosedurale prosesser er at det er kort vei fra stimulans til respons. Man har en utløsende årsak, og det setter i gang en kjede av hendelser som gjentar seg hver gang stimulansen oppstår. Determinismen i slike prosesser er som regel åpenbar.

Et praktisk eksempel

Under ser du bildet av en lekebil. Jeg husker julaften for mange år siden. Jeg og min bror fikk hver vår elektriske lekebil. Jeg fikk en sort Mercedes, og broderen fikk folkevognen som er avbildet under. (min bil ble nok raskt skrudd fra hverandre og dermed eksisterer den ikke lengre) Felles for dem begge er at de gikk på batteri og at de snudde dersom de kolliderte med en vegg. I tillegg så kunne broderens bil kjøre på et bord. Den snudde før den kjørte utenfor bordkanten. Jeg har også tatt med et bilde av mekanismen som handterte dette. Den bestod av en hendel som når den gikk utenfor bordkanten utløste mekanismen som fikk bilen til å snu. Og om vi hadde skrudd bilen i fra hverandre og analysert delene så ville vi sett helt konkret hvordan bevegelsen i hendelen, enten mot en vegg eller at den falt ned, utløser en kjede av hendelser som ender opp i at bilen snur. En analytiker ville kunne beskrevet hvert steg i denne prosessen i en liste av punkter. På sett og vis kan man kalle hvert steg for en mekanisk instruksjon. Dette er determinisme i praksis. Vi kan se hva som skjer og systemet er hundre prosent forutsigbart. Min lekebil kunne ikke kjøre på et bord uten å kjøre utenfor kanten.  Ideen om fri vilje blir jo selvsagt overflødig her. Men vi skal merke oss at, sett utenfra, for den som ikke kjenner mekanismene så er det jo ingen fysisk hindring for at ikke min bil også skulle snu når den kom til bordkanten. Med andre ord, så sett utenfra så fyller den en mulig definisjon av fri vilje. Den var ikke fysisk forhindret fra å gjøre noe annet enn den gjorde. Nå med kjennskap til de mekaniske innretningene i disse to bilene så innser vi at ideen om å anvende begrepet fri vilje på disse to bilene er absurd. For vi kjenner mekanismene, og vi ser determinismen i dette. Disse bilene foretar ikke noe valg. Dette er mekaniske strategier. En levende celle har en rekke slike strategier. Ytre påvirkninger utløser kjeder av hendelser i cellen og får den til å reagere på bestemte måter. Og de levende cellene som hadde de beste strategiene ble de de mest robuste og de som hadde best suksess i forhold til reproduksjon. Og den som setter seg litt inn i den celle-maskineriet blir fort meget imponert over hvor avansert og sofistikert dette maskineriet er. For her er utallige strategier til å møte omverdens utfordringer på en måte som bevarer cellen og holder den i livet. Men her er noen begrensinger. Og begrensingen er at alle strategiene er fastlagte makenismer i cellen. Dersom omgivelsene endrer seg, kan ikke cellen møte dette direkte, men gjennom evolusjonær tilpasning over mange generasjoner. Er forandringen for utfordrende vil cellen dø, og kanskje celle-arten vil dø ut.

 

 

 

Innovative prosesser

På et tidspunkt i evolusjonens historie «oppfinner» naturen en universal løsning som adresserer den begrensingen det er kun å ha et begrenset repertoar av strategier å møte utfordringene med. På filosofisk språk handler dette om at det som tidligere var mekanisk innebygde prosedurale strategier nå splittes opp i to frikoblede mekanismer. La oss kalle dem for mål og strategi. Det kan jo være misvisende å snakke om mål og strategi i forhold til døde prosesser. Jamfør subjektivistisk verditeori. En mer presis beskrivelse ville handlet om tilstander og om prosesser som har så pass avanserte mekanismer at de optimaliserer mot bestemte tilstander. Men for levende organismer, som jo dette handler mest om, er det mer meningsfullt å kalle optimaltilstanden for «mål», og mekanismene som driver mot optimaltilstanden for «strategi».

I prosedurale prosesser er mål og strategi implisitt innbygget i en og samme prosess. I innovative prosesser er målet, eller viljen splittet ut som separate størrelser. Husk at enhver strategi er meningsløs dersom den ikke har et mål å streve mot. Skal det å utvikle strategier universaliseres så forutsetter det nettopp at målet eller viljen er splittet ut som en separat størrelse som strategien kan rette seg inn mot. Og nøkkelordet her er universalisering. Det vil si at strategien ikke lengre er en hardkodet mekanisk prosedyre, men den skapes av individet selv. Fordelen med dette er tilpassingsevne. Hva individet skal oppnå er gitt. Men måten det kan oppnås på, må tilpasses de forhold individet konkret står i. Dermed har vi åpnet for et hav av fleksibilitet i forhold til omgivelser. Dette betyr at arten kan ta nye leveområder i bruk, og konkurrere ut rivalene med nye og oppfinnsomme strategier.

Innovative prosesser er forskjellige fra den prosedurale på den måten at de innehar mekanismer som kan «finne opp» sitt eget forløp. I tillegg kan det gå lang tid fra stimulans til respons. Dette muliggjøres ved hjelp av hukommelse. Stimulans utvikler seg til erfaring, mens respons blir til handling.  Man kan liste opp forløpet slik:

1)      Erfaring/sansing/behov

2)      Mekanismer som produserer mulige alternativer

3)      Evaluering av alternativene (forutsetter vilje eller mål)

4)      Beslutning/valg/seleksjon (forutsetter vilje eller mål)

5)      handling

Sannsynligvis er dette grunnleggende elementer som er nødvendig for at kreativitet og innovasjon i det hele tatt skal kunne finne sted.  Dette er måten dyr og mennesker skaper sin atferd på. Mekanismen foregår omtrent slik:

Vi tar som utgangspunkt en situasjon som krever en eller annen form for respons. Vi tar et konkret eksempel. Du mister nøkkelen ned i en rist. Hva gjør du?

Uten at du vet det (underbevisst) vil hjernen komme opp med en rekke logiske og ulogiske forslag til respons på denne hendelsen. Kanskje (ren gjetning) går dette på flere nivåer hvor helt bisarre ideer umiddelbart blir silt ut, f.eks. å spise risten, eller gå tilbake i tiden og passe bedre på nøkkelen.  De fleste slike alternativer vil falle, enten fordi de er ulogiske, urealistiske eller har uakseptable konsekvenser. På et stadium kan man sitte igjen med en kortliste som denne:

1)      Ikke gjør noe

2)      Fremskaffe et redskap som kan hente opp nøkkelen gjennom sprinklene på risten

3)      Løfte av risten og hente opp nøkkelen

4)      Betale noen for å fikse problemet

Når man står med en slik liste begynner en bevisst evalueringsprosess. Denne går på vanlig beslutningsteori. Kanskje står men med et problem som ikke har noen enkel løsning.  Alternativ 1) å ikke gjøre noe er jo fristende. Om du har kopi av nøkkelen, handler det jo bare om å få tak i kopien, så er problemet løst. Om man skulle argumentere for dette blir det en vanlig saklig pro-kontra argumentasjon.  Det er det alternativet som medfører minst innsats, men det inneholder også risikoen for at andre kan få tak i nøkkelen, identifiserer den og komme på ubudent besøk når du ikke er hjemme. Et slikt innbrudd har en sterk negativ verdi, men sannsynligheten er lav.

Slik kan man holde på. For å gå tilbake til det mer generelle igjen. Vi har altså en prosess som fremskaffer alternativer, tilsvarende en brainstorming eller en idemyldring. Man går gjennom forslag for forslag og evaluerer disse.  Dette foregår i flere stadier, hvor man til slutt ender opp med noen realistiske akseptable alternativer som så danner grunnlaget for den egentlige beslutningsprosess.  Elementene i prosessen kan dekomponeres i virkelighetsoppfatning og verdier. Altså den informasjon man har om alternativene, kombinert med hva man ønsker å oppnå.

Overordnet er dette en tre stegs prosess:

1)      Erkjennelse/opplevelse av behov

2)      Valg av strategi

3)      Handling eller respons

Vi merker oss følgende:

1)       Prosessen er målstyrt. Det vil si at individet må ha forhåndsdefinerte preferanser som gjør det mulig å velge mellom alternativene.

2)      Prosessen er kalkulerende, eller planleggende.  Dette innebærer at kognitive evner er til stede. Man må ha en intern representasjon av virkeligheten, altså en virkelighetsoppfatning, og man må til en viss grad ha evne til å simulere hendelser i denne virkelighetsoppfatningen. Dette krever hukommelse, logikk, resonnement og fantasi.

Det universale i dette er kanskje enklest å få øye på ved å studere oss mennesker. Men vi må ikke falle i den grøfta og tro at det bare er mennesker som har denne evnen. Jeg vil illustrere dette ved å fortelle en historie jeg hørte om noen katter. I dag er det jo blitt vanlig å «chippe» kattene. Det vil si de har en RfId-brikke som gjør at de maskinelt kan ha en unik identitet. Det åpner jo en rekke muligheter. For eksempel en dør-luke som åpner seg bare for katten min, men ikke for nabo-katten. Dermed kan katten gå inn og ut som den vil. Så var det altså et par som flyttet sammen. Begge hadde katt. Og begge kattene var chippet. Og han de flyttet inn hos, hadde selvsagt fått installert en dørluke for sin katt. Og den andre katten fulgte etter og smalt rett i luken. Det gjorde den bare en gang. Men det gikk jo ikke lang tid før de fikk lagt inn den andre katten også i systemet slik at dørluken reagerte på begge kattene. Men det gikk lang tid og katten nektet plent å prøve seg. Men en dag de to kattene var ute og lekte og den ene av dem sprang gjennom luken, så må den andre ha «glemt» seg bort og sprang etter. Det hadde visst vært ganske pussig å observere dette, for da katten kom inn, så snudde den seg overrasket og så forfjamset på luken, som om den sa til seg selv: «Hæ kunne jeg også springe gjennom veggen?». Og det er litt av poenget med å dra inn en slik historie her. For naturen selv har aldri kommet opp med slike vegger som åpner seg på denne måten. Katter er som oss mennesker kodet med forestillinger om det tredimensjonale rom, tiden og solide objekter i verden rundt dem. Man kan ikke springe gjennom hverken stein eller trær. Man må pent finne andre veier rundt kompakte objekter. Om denne katten bare var utstyrt med et fast repertoar med prosedyrer som den kunne gjøre, så ville den aldri kunnet gå gjennom en slik luke. Denne plutselige nye introduksjonen av rare fenomener i naturen kan umiddelbart utnyttes. Og det er fordi kattens atferd ikke er programmert, den er oppfunnet av katten selv. Når omgivelsene endrer seg, så vet katten å utnytte dette til det beste for seg selv. Og hva er det beste? Jo da må den ha hardkodet noen mål, noe den forsøker å oppnå, noe som driver den. Vi har en frikobling mellom strategi og mål. Flere mulige strategier kan lede til samme mål, noen av dem fungerer, men kanskje en av dem koster minst. Den velges. Dette skaper en universalitet i atferdsmønstret. Dette er en dramatisk forbedring av individets tilpasningsevne. Dermed vil også dette anrikes av det naturlige utvalg, dersom det først får en flik av dette å arbeide med. Det skal vi komme tilbake til.

Er naturlig utvalg også en innovativ prosess?

Det er imidlertid en velkjent innovativ prosess som ikke har alle de egenskapene vi har listet opp. Det er Darwins velkjente «naturlige utvalg».

I naturens egen evolusjonsprosess gjenkjenner vi elementene variasjon og seleksjon.  Men la oss nå reflektere over de viktige forskjellene. Prosessen er ikke i fem steg. Den består egentlig bare av rent prosedurale hendelser. Altså: ingen erkjennelse av behov, ingen valg av strategi og heller ingen handlinger. Egentlig kan bruken av ordet seleksjon, eller utvelgelse være misvisende. For det er ingen som velger her. Det som skjer kan kanskje nærmest betegnes som en filtreringsprosess. Kanskje man, i stedet, burde ha omdøpt det til «Den naturlige filtreringsprosess». Organismer lever og dør, og de har forskjellig reproduksjonsmessig suksess. Det er det som er filtret. Variasjonen skapes gjennom mutasjoner, eller små feil i kopieringen fra foreldre til avkom. Det skjer ingen utvelgelse i det organismene lever sine liv. Men det er først over flere generasjoner at prosessen virker innovativ. Prosessen er interessant på den måten at den er formålsløs, likevel definerer den formålet for alt liv. Prosessen er uten evaluering, men likevel skapes strategier og innovative løsninger. Dermed er det etablert en prosess som motsier tendensen ellers i naturen. Det er den tendensen som kalles den andre termodynamiske lov. Men for den som virkelig ønsker å forstå evolusjonen er det essensielt å fatte at evolusjonen ikke er planleggende, ei heller evaluerende på noen måte som kan sammenlignes med mentale innovative prosesser. En annen vesentlig forskjell er at utviklingen alltid bygger videre på det som er nå. Vi snakker om en inkrementell akkumulerende utviklingsprosess, i motsetning til en konseptuell utvikling.  I en slik akkumulerende utviklingsprosess endrer organismene seg steg for steg i forhold til det som er. Dette kan sammenlignes med to måter å bygge en by på. Den prosjektorienterte måten å bygge på er å starte fra bunnen av, planlegge gater, trafikkflyt, infrastruktur, parker osv. Byen blir planlagt som et helhetlig rasjonelt optimalt system.

Den andre måten er det jeg kaller for en inkrementell utvikling. Det hele begynner kanskje med at noen setter opp sine hjem. Det kommer flere til, så kommer en butikk eller to. Slik fortsetter utviklingen, man bygger på og endrer det som er. Det sier seg selv at dette, i det lange løp, ikke blir optimalt. Etterhvert vil infrastruktur og systemer i byen bli både upraktiske og vanskelig å gjøre noe med, uten å rive alt sammen og starte fra bunnen av.
En av de mest synlige indikasjoner på at livet er et resultat av evolusjon er at organismene bærer preg av den samme type svakheter som en by som er blitt til, litt etter litt[2].

 

Uttrykket «Paleo-design»

Naturlig utvalg fungerer som det noen kaller for «paleo-design». Paleo betyr forhistorisk. Med andre ord snakker vi design på gammelmåten. I denne sammenhengen betyr «design» å utvikle noe som tilpasses en bestemt funksjon. Dette gir at vi har to former for design:

1)      Paleo-design,
Basert på inkrementell utvikling, hvor formålet er implisitt, ubevisst eller ikke gitt i det hele tatt, slik som ved naturlig utvalg.

2)      Konseptuelt design
Basert på konseptuell utvikling, hvor formålet er eksplisitt gitt. Krever fullverdig innovativ prosessering. Da snakker om intelligens, hukommelse og et system som skaper formål, f.eks. det emosjonelle systemet.

Som vi allerede har nevnt er begge disse innovative prosesser, men paleo-varianten er mer begrenset. Dette vil også prege produktet. Mennesker og dyr er preget av paleo-design på den måten at her finnes utallige løsninger som ikke er optimale, og som noen ganger kan gi bissarre utslag. (Se også her). På denne måten kan vi avsløre at vår biologi er utviklet av naturlig utvalg.

Hvordan skjedde overgangen fra prosedurale organismer til innovative organismer?

Jeg liker å si at livet egentlig består i en trass mot naturen. I alle fall den delen av naturen som er en enveiskjørt prosess mot kaos, eller det man kan kalle en statistisk balanse (entropi). Noen kaller det for den andre termodynamiske lov. Den første fase av en slik trass er kjemisk. Vi snakker altså om molekyler som statistisk sett er sjeldne, ja nesten umulige. Det er altså de første selvkopierende molekyler. Kanskje RNA, kanskje PNA. Den andre fasen er når disse befinner seg i strukturer (små bobler) som gjør at det er mening i å snakke om morfologi, altså form. Vi snakker da om strukturer som ikke lengre er undergitt det vanlige statistiske kaos, men klarer over tid å opprettholde sin form i trass mot dette. Den tredje fasen er atferd. Da snakker vi mekanikk. Systemet agerer mekanisk i omgivelsene. Og dette er bevegelser som ikke er prisgitt naturens tilfeldige kaos, men som agerer i trass mot dette, og forsvarer sin form og sin eksistens. Alt dette er mulig ved hjelp den riktige kjemi, naturlig utvalg og tilførsel av energi. Og her, i denne fasen blir nettopp det naturlige utvalg anvendt på atferd interessant. For selvsagt er det slik at atferd har avgjørende betydning for den filtreringsprosessen som det naturlige utvalg egentlig er. De organismene som hadde det best tilpassede atferdsmønsteret, var de som vant fram og ble de som skulle føre livet videre på sin vei. Dermed blir styring av atferd et sentralt element i dette, og noe som er under konstant anrikning av det naturlige utvalg[3]

Den fullt utviklede mentale innovative prosess er temmelig komplisert. Da kreves det også informasjonsbehandling på et svært avansert plan. Da er det rimelig å antyde at denne type prosesser kun kan finne sted der det er tilgang på avansert informasjonsbehandling.  Slike ressurser finnes så langt vi vet bare i avanserte hjerner og i datamaskiner[4]. Jeg har imidlertid ikke kompetanse til å avgjøre om slike mekanismer kan finnes på et nano-plan, eller subatomært nivå, men jeg tviler. Jeg tenker derfor at de første levende organismer var rene prosedurale maskiner.  Den enkleste celle er i midlertid et svært komplekst kjemisk system. Det er mulig at dens respons på omverdenen kan være temmelig sofistikert. Men fra den dag cellen ble til er dens atferds-register forhåndsdefinert. Sannsynligvis oppsto ikke innovative atferdsmønster før lenge etter at flercellede organismer har oppstått. Men når først flercellede organismer oppstod og deres fysiske handlingsrom etter hvert utviklet seg så vil seleksjonspresset for avansert styring etter hvert også øke. Man kan jo tenke seg at disse har gått hånd i hånd. Da vil jo det prosedurale etter hvert få sterke begrensinger. Tenk deg et system som for enhver tenkelig situasjon må ha en ferdigutviklet respons. I en verden av ufattelige mulighet vil slike systemer bli alt for rigide. Derfor ville arter som er i stand til å oppfinne sin egen respons få en fordel.
I våre dager utvikles selvsagt datamaskiner i samme retning. Men de er enda langt fra å ha nådd menneskets stadium for kreativitet. En dokumentar, jeg så, på National Geographic handlet om en nestenulykke med et fly som holdt på å styrte i havet. Her spilte autopiloten en sentral rolle i utviklingen av den farlige situasjon som oppsto. Det som skjedde var at en av de fire motorene sviktet. En autopilot er ikke laget for å håndtere en slik uforutsett hendelse. Det førte til at flyet begynte å krenge. Kapteinen nølte for lenge med å koble ut automatikken og ta over selv. Det førte til at situasjonen kom ut av kontroll og var svært nær ved å ende i total havari. I dette programmet uttalte Peter Ladkin, titulert som Air Crash Consultant, følgende interessante bemerkning:
«Vi ønsker mennesker i cockpit fordi vi tror at i situasjoner som ingen har forutsett kan mennesket bak spakene reagere kreativt. Det kan løse et problem som ingen har tenkt på, og det i sanntid. Automatikk kan ikke løse problemer som ingen har tenkt på i sanntid på samme måte.»

En dag vil nok automatikken klare dette bedre. Men det skjer neppe før man implementerer den type innovative system som jeg her har skissert konturene av.

Til slutt skal jeg fremsette en spekulativ teori som jeg over hodet ikke har belegg for, men som er morsom å fantasere om. Jeg ble, ved en tilfeldighet klar over at serotonin, som jo er mest kjent som hjernens «belønningsstoff», faktisk også er en viktig bestanddel for fordøyelse. Kanskje er nettopp fordøyelse serotoninets mest primitive funksjon. Da tenker jeg som følger: på veien mot utvikling av innovative mekanismer, så har vi hatt mekanismer av type tilstandsstyring. Det er egentlig den grunnleggende funksjonen for en kreativ prosess. Organismen varierer sine handlinger for å oppnå en ønsket tilstand. Men hva definerer «ønsket tilstand»? Hva er det organismen konkret skal styre etter? Det vi er på jakt etter er sannsynligvis ikke noe teoretisk, men en praktisk målbar kjemisk tilstand. I den primitive organismen, som bruker serotonin til å fordøye mat, så er kanskje serotonin-nivået i kroppen på sitt maksimale når organismen har skaffet mat. Dette blir så den tilstanden organismens hjernesenter styrer etter. Så hjernen oppkonstruerer de handlinger som gir høyest serotonin-nivå. Etter hvert utvikles dette i en nær vekselvirkning mellom kropp og informasjonssystem til å bli et belønningssystem. Informasjonssystemer forbinder det med nytelse. Koblingen fra «optimal tilstand» til nytelse er svært vanskelig å få begrep om. Men det er nærliggende å tenke at den gryende bevissthet blir til i denne prosessen. Evolusjonsprosessen har alltid utgangspunkt i det som er. Her har vi altså et system som har evne til nytelse. Da utvides raskt repertoaret for nytelse, ikke bare til å skaffe næring, men også til reproduksjon. Dermed har dette blitt med oss som en av hjernens belønning stoffer og dermed også helt sentralt for vår hjernes funksjon.

Nå er dette ren spekulasjon, men tankegangen illustrerer hvordan det naturlige utvalg hele tiden arbeider med det som er, omdanner funksjoner, skaper ny funksjonalitet som igjen åpner nye muligheter. Naturens kreativitet spinner av seg sinnets kreativitet.

Den videre utvikling av dette, er historien om utvikling av følelser eller emosjoner. Dette har jeg skrevet om her.



[1] Et bestemt resultat betyr ikke nødvendigvis at det er forutsigbart. Vi har også det man kan kalle for kaotiske prosesser hvor helt minimale avvik kan gjøre enorme utslag senere i forløpet (den såkalte butterfly-effekten). Eksempel på det kan være været som nettopp er vanskelig å forutsi fordi små avvik forsterker seg og gir enorme utslag på resultatet.

[2] Gode eksempler på dette finnes i kapitlet om «Evolusjon og Naturlig Utvalg» i boka «Det Biologiske Menneske» av Terje Bongard og Eivin Røskaft. Rickard Dawkins nevner også flere gode eksempler på dette her.

[3] Dette gjelder selvsagt ikke alt liv. F.eks. planter tok en annen retning. Her er det kjemisk atferd som er det dominerende.

[4] Avanserte mentale funksjoner kan delvis erstattes med eksperimentell atferd. Jeg så en gang en papegøye som evnet å få tak i en nøtt gjennom et gjerde ved å bruke en pinne. Dette hadde den sannsynligvis fått til ved å eksperimentere og prøve og lyktes. Suksessen læres og neste gang «vet» den at en pinne må skaffe til veie. Andre papegøyer i samme bur lærte dette ved å observere «oppfinneren». Vi ser ofte at barn opererer på samme måten.