Intelligens og entropi

Er intelligens en konsekvens af termodynamikkens grundprincipper? Det mener Alex Wissner-Gross fra Harvard University i USA, der har udviklet, hvad han selv kalder ’et generelt termodynamisk billede af intelligent adfærd’. Sammen med Cameron Freer fra University of Hawaii forklarer han i en artikel i Physical Review Letters, at visse former for intelligens er forbundet med en ’kausal entropisk kraft’. Det er spekulativt, men interessant – og det er værd at minde om, at visse ting, der viser sig at være forkerte, kan være langt mere interessante end andre ting, der er rigtige.

Termodynamikkens anden hovedsætning siger, at entropien i et lukket system altid vil stige. Populært sagt betyder det, at verden går fra orden til uorden. Hælder man mælk i en kop kaffe og rører rundt, vil kaffe og mælk blive blandet – det er ikke muligt at adskille kaffe og mælk igen ved så at sige ‘at røre baglæns’. Mange fysikerne mener, at termodynamik er det bedste bud på tidens pil, dvs. at vi husker fortiden, men ikke kender fremtiden, til trods for at de fundamentale naturlove virker lige godt begge veje. Når entropien stiger, hænger det sammen med, at et system udvikler sig i retning af en tilstand, der har mange forskellige interne fordelinger. Kaffe og mælk kan være blandet sammen på mange forskellige måder, men de kan kun være adskilt på få måder, derfor er det mere sandsynligt, at kaffe og mælk blandes sammen ved omrøring, end at de skilles ad.

Nu kommer Alex Wissner-Gross med en interessant tilføjelse. Han undersøger, hvad der sker i et system, hvor entropien ikke kun vokser med tiden, men hvor den også undervejs fra en tilstand til en anden er påvirket af en ’kausal entropisk kraft’, der vil maksimere produktionen af entropi i processen. Lad det være sagt med det samme: Der er ingen fundamental fysisk lov, der tilsiger, at en sådan kraft findes, men alle har jo lov at tænke tanker, og som et tankeeksperiment fører den til interessante resultater. I den helt simple situation, hvor et molekyle befinder sig i en lukket beholder, fører det til, at molekylet primært vil befinde sig i beholderens midte, hvor det har færrest begrænsninger for sine fremtidige bevægelser. Uden den kausale entropiske kraft vil molekylet bevæge sig helt tilfældigt rundt på må og få og også komme ud i hjørnerne. Wissner-Gross undersøger dernæst et pendul, som hænger ned fra en slæde, der kan bevæge sig fremad. Pendulet vil svinge frem og tilbage, men under slædens bevægelse får den kausale entropiske kraft pendulet til at svinge op i en tilstand, der svarer til at balancere en pegepind på en finger – balancen kan holdes, fordi slæden kan bevæge sig. I denne tilstand har pendulet de fleste muligheder for fremtidige bevægelser – som det også gjaldt for molekylet i midten af beholderen. Situationen svarer til menneskers oprette gang. Wissner-Gross har også en model af et system, der minder om en person eller et dyr, der med en form for redskab skal skaffe sig adgang til en genstand, som er utilgængelig uden brug af redskabet. Her fører den kausale entropiske kraft til en situation, hvor person og redskab frigiver den utilnærmelige genstand – en form for intelligent adfærd.

Wissner-Gross’ artikel har fået stor opmærksomhed. Den er både blevet kaldt provokativ og videnskab uden for de normale regler, men har også fået ros for at være et ambitiøst og godt forsøg på at tackle et af de helt store spørgsmål. Lad mig derfor slutte med ønsket om, at den kausale entropiske kraft må være med læserne.

Kommentarer (21)

For mig er ovenstående et godt eksempel på videnskabspopularisering som ikke fungerer. Mon der er nogen der fatter hvad det handler om?

  • 1
  • 2

Den termodynamiske entropi er givet som tilstandsfunktionen ΔS = ΔQ/T [J/K] hvor klamme parentesen angiver dimensionen af den termodynamiske entropi.

Men det er jo lidt snyd fordi temperaturen er et direkte mål for systemets indre energi. Med grundenhederne kan enheden Joule og enheden Kelvin begge skrives som: [kg⋅m⋅m/s⋅s] og så ser man at entropien S er dimensions løs.

I den statistiske termodynamik er entropien givet ved S = k⋅ln(W) hvor k er Boltzmanns konstant som har samme dimension som den termodynamiske entropi [J/K] og altså også i princippet dimensions løs.

I informationsteorien er entropien givet ved H = –∑p(i)⋅ln(p(i)) og da sandsynligheder ikke har nogen dimension er entropien også her dimensions løs.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 2
  • 0