elgavrilis's blog

ΕΝΑ ΙΣΤΟΛΟΓΙΟ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Blogs.sch.gr

ΤΟ ΧΙΛΙΟΣΤΟ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΛΕΠΤΟΥ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 30 Αυγούστου 2025

Για μας τους ανθρώπους, το χιλιοστό ενός δευτερολέπτου δεν είναι παρά μια χρονική υποδιαίρεση. Τα χρονικά διαστήματα αυτής της τάξης, έχουν αρχίσει τους τελευταίους αιώνες να εμφανίζονται στο καθημερινό μας πρακτικό έργο. Όταν  οι άνθρωποι συνήθιζαν να υπολογίζουν το χρόνο με βάση τη θέση του Ήλιου στον ουρανό, δεν είχαν ανάγκη την υποδιαίρεση των minutes (λεπτών), θεωρώντας ότι δεν άξιζε (δεν μπορούσαν) να τα μετρήσουν. Ο ρυθμός της ζωής στους αρχαίους χρόνους δεν είχε την ορμή του σημερινού τρόπου ζωής, και τα χρονικά διαστήματα της ημέρας στα όργανα μέτρησης του χρόνου – ηλιακά ρολόγια, κλεψύδρες – δεν είχαν ειδικές υποδιαιρέσεις για λεπτά (min), Το minute ως χρονική υποδιαίρεση εμφανίστηκε στις αρχές του 18ου αιώνα, ενώ η υποδιαίρεση του δευτερολέπτου (second) άρχισε να χρησιμοποιείται πριν 200-250 χρόνια.

ancient

Ας πάμε όμως στο ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου (1/1000 sec = 10-3 sec ή ms). Τι νομίζουμε ότι μπορεί να συμβεί μέσα στο χρονικό αυτό διάστημα; Όντως πάρα πολλά πράγματα! Για παράδειγμα ένα τραίνο κινούμενο με περίπου 300 Km/h θα διατρέξει 8-10 cm. Ένα ηχητικό κύμα 34 cm και ένα αεροπλάνο 25 cm (900 Km/h). Στην περιφορά της γύρω από τον Ήλιο, η Γη θα διανύσει 30 m κινούμενη με ταχύτητα 30 Km/sec. Το φως θα καλύψει την σημαντική απόσταση των τριακοσίων χιλιομέτρων (300 Km). Οι μικροί οργανισμοί γύρω μας θα θεωρούσαν το χιλιοστό του δευτερολέπτου (ms) σαν αμελητέο χρονικό διάστημα, αν μπορούσαν να σκεφτούν βέβαια! Για τα έντομα είναι ένα εντελώς απτό (χειροπιαστό) χρονικό διάστημα. Στη διάρκεια ενός δευτερολέπτου (sec) ένα κουνούπι χτυπά τα φτερά του 300-600 φορές ανάλογα με το είδος και το φύλο. Συνεπώς στη διάρκεια του χιλιοστού του sec μόλις καταφέρνει να ανεβάσει ή να κατεβάσει τα φτερά του.

Δεν μπορούμε να κινήσουμε τα χέρια μας τόσο γρήγορα όσο τα έντομα. Το πιο γρήγορο πράγμα που μπορούμε να κάνουμε είναι να ανοιγοκλείσουμε τα μάτια μας. Ένα άνοιγμα ή κλείσιμο βλεφάρου (eye blink) διαρκεί 1/10 του sec. Συνεπώς πραγματοποιείται τόσο γρήγορα που δεν προφταίνουμε να αντιληφθούμε την απόκρυψη του πεδίου οράσεως. Λίγοι συνειδητοποιούν ωστόσο, ότι αυτή η κίνηση “το ανοιγόκλεισμα των ματιών” το οποίο είναι συνώνυμο της απίστευτης ταχύτητας, είναι πολύ αργή αν μετρηθεί σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Έχει διάρκεια όπως βλέπουμε της τάξης των εκατοντάδων ms. Ένα πλήρες ανοιγόκλεισμα ματιού όπως έχουν δείξει μετρήσεις, διαρκεί κατά μέσο όρο 2/5 του sec, ισοδύναμο με 400 ms (χιλιοστά του δευτερολέπτου). Αυτή η διαδικασία ανοίγματος και κλεισίματος των βλεφάρων, μπορεί να διαιρεθεί στα παρακάτω στάδια: Πρώτα το κατέβασμα του βλεφάρου διαρκεί 75-90 ms. Δεύτερον το κλειστό βλέφαρο παραμένει σε μια κατάσταση ηρεμίας που διαρκεί 130-170 ms. Τρίτον το άνοιγμα του βλεφάρου που διαρκεί περίπου 170 ms.

Βλέπουμε λοιπόν ότι αυτό το “το ανοιγόκλεισμα του ματιού” είναι ένα σημαντικό χρονικό διάστημα, κατά τη διάρκεια του οποίου το βλέφαρο καταφέρνει ακόμα και να παραμείνει σε ηρεμία.

Το video δείχνει τη διαδικασία αυτή σε αργή κίνηση:

Αν μπορούσαμε να διατηρήσουμε μνημονικές εντυπώσεις που διαρκούν χιλιοστά του δευτερολέπτου θα μπορούσαμε να δούμε στο ανοιγόκλεισμα του ματιού, δύο απαλές κινήσεις του βλεφάρου που διαχωρίζονται από μια περίοδο που το βλέφαρο είναι σε ηρεμία. Γενικεύοντας παρατηρούμε ότι η ικανότητα να κάνουμε τέτοιου είδους κινήσεις, μετασχηματίζει την εικόνα που έχουμε για τον κόσμο γύρω μας, και θα νοιώσουμε διάφορα περίεργα πράγματα που ο H. G Wells περιέγραψε στο μυθιστόρημα New Accelerator. Η ιστορία μιλά για έναν άνδρα που ήπιε ένα περίεργο μίγμα που του προκάλεσε την ικανότητα να βλέπει τις γρήγορες κινήσεις ως σειρές χωριστών στατικών φαινομένων. Να μερικοί διάλογοι:

«Έχετε ξαναδεί κουρτίνα μπροστά σε παράθυρο στερεωμένη με αυτόν τον τρόπο;»

«Ακολούθησα τα μάτια του, και να η άκρη της κουρτίνας, παγωμένη, σαν να ήταν, ψηλά στη γωνία, καθώς κουνιόταν ζωηρά στο αεράκι.»
«Όχι», είπα, «αυτό είναι περίεργο».

«“Και να εδώ”, είπε και άνοιξε το χέρι που κρατούσε το ποτήρι. Φυσικά, συνοφρυώθηκα, περιμένοντας το ποτήρι να σπάσει. Αλλά αντί να σπάσει, δεν φαινόταν καν να κουνιέται. Κρεμόταν στον αέρα ακίνητο. «Σε γενικές γραμμές», είπε ο Gibberne, «ένα αντικείμενο σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη πέφτει με 4,5 μέτρα το δευτερόλεπτο. Αυτό το ποτήρι πέφτει με 4,5 μέτρα το δευτερόλεπτο τώρα. Μόνο που βλέπετε, δεν έχει πέσει ακόμα ούτε για ένα εκατοστό του δευτερολέπτου. [Σημειώστε επίσης] ότι στο πρώτο εκατοστό του πρώτου δευτερολέπτου της καθοδικής του πτήσης ένα σώμα, το ποτήρι στην προκειμένη περίπτωση, καλύπτει όχι το εκατοστό της απόστασης, αλλά το 10.000ό μέρος (σύμφωνα με τον τύπο S=g.t2/2 ). Αυτό είναι μόνο 0,5 mm και στο πρώτο χιλιοστό του δευτερολέπτου θα ήταν μόνο 0,01 mm.]»

«“Αυτό σας δίνει μια ιδέα για τον ρυθμό του Επιταχυντή μου.” Και κούνησε το χέρι του γύρω γύρω, πάνω και κάτω από το γυαλί που βυθιζόταν αργά.»

«Τελικά το έπιασε από κάτω, το τράβηξε κάτω και το έβαλε πολύ προσεκτικά στο τραπέζι. «Ε;» μου είπε και γέλασε…
«Κοίταξα έξω από το παράθυρο. Ένας ακίνητος ποδηλάτης, με το κεφάλι σκυμμένο και με ένα παγωμένο σύννεφο σκόνης πίσω από το τιμόνι του, καμένος για να προσπεράσει» ένα καλπάζον άλογο που δεν κουνήθηκε…
«Βγήκαμε από την πύλη του στον δρόμο και εκεί κάναμε μια λεπτομερή εξέταση της αγαλματώδους διερχόμενης κυκλοφορίας.

Η κορυφή των τροχών και μερικά από τα πόδια των αλόγων αυτού του char-a-banc, η άκρη του μαστιγίου και η κάτω γνάθος του ελεγκτή που μόλις άρχιζε να χασμουριέται ήταν αισθητά σε κίνηση, αλλά όλο το υπόλοιπο βαρετό μεταφορικό μέσο φαινόταν ακίνητο. Και εντελώς αθόρυβο εκτός από ένα αμυδρό κροτάλισμα που προερχόταν από τον λαιμό ενός άντρα! Και ως μέρη αυτού του παγωμένου οικοδομήματος υπήρχαν ένας ελεγκτής, ξέρετε, και ένας ελεγκτής, και έντεκα άτομα!…

«Ένας μικρός κύριος με μωβ πρόσωπο πάγωσε στη μέση μιας βίαιης πάλης να ξαναδιπλώσει την εφημερίδα του ενάντια στον άνεμο. Υπήρχαν πολλές ενδείξεις ότι όλοι αυτοί οι άνθρωποι, με τον νωθρό τους τρόπο, ήταν εκτεθειμένοι σε ένα δυνατό αεράκι, ένα αεράκι που δεν υπήρχε μέχρι στιγμής στις αισθήσεις μας…»

«Όλα όσα είχα πει, σκεφτεί και κάνει από τότε που τα πράγματα άρχισαν να κυλούν στις φλέβες μου είχαν συμβεί, όσον αφορά αυτούς τους ανθρώπους, όσον αφορά τον κόσμο γενικότερα, σε ένα λεπτό…»

Θα θέλατε να μάθετε το συντομότερο χρονικό διάστημα που μπορούν να μετρήσουν οι επιστήμονες σήμερα; Ενώ στις αρχές αυτού του αιώνα ήταν μόνο το 10.000 του δευτερολέπτου, σήμερα οι επιστήμονες μπορούν σε πειραματικές να μετρήσουν με άνεση femptosec (10-15 sec) το ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου!! Αυτό είναι περίπου τόσες φορές λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο όσο είναι ένα δευτερόλεπτο λιγότερο από 315 εκατομμύρια χρόνια!

Όπως είναι γνωστό τα σημερινά ρολόγια και χρονόμετρα των κινητών τηλεφώνων μετρούν με άνεση εκατοστά και χιλιοστά του sec.

Η μηχανή αναζήτησης δίνει ότι  σε πειραματικές ερευνητικές διεργασίες χρονομέτρησης μετρήθηκαν χρονικά διαστήματα της τάξης του zeptosecond (10-21 sec)!!

Επισκόπηση AI
The smallest time interval successfully measured is approximately 247 zeptoseconds (0.000000000000000000247 seconds or 2.47 x 10⁻²² seconds). This extremely short duration was recorded by scientists at Goethe University in Germany as the time it takes a photon to cross a hydrogen molecule. A zeptosecond is a trillionth of a billionth of a second, or 10⁻²¹ seconds. 

 

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΜΕ ΤΟ ΧΡΟΝΟ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 28 Αυγούστου 2025

Μπορεί κάποιος να αφήσει το Βλαδιβοστόκ (Vladivostok) στις 8 a.m (το πρωί) και πετώντας με αεροπλάνο να προσγειωθεί στη Μόσχα (Moscow), στις 8 a.m (το πρωί) της ίδιας μέρας;

Vladi Moscow 1

Δεν τα βγάζουμε απ’ το κεφάλι μας! Πραγματικά μπορεί να γίνει!. Η απάντηση βρίσκεται στις 9 ώρες διαφορά μεταξύ Βλαδιβοστόκ και Μόσχας στη ζώνη χρόνου. Αν το αεροπλάνο καλύψει την απόσταση αυτή μεταξύ των δύο πόλεων  σε αυτές τις 9 ώρες, θα προσγειωθεί στη Μόσχα την ίδια ώρα που απογειώθηκε από το Βλαδιβοστόκ. Γνωρίζοντας ότι η απόσταση είναι χοντρικά 9000 Km, πρέπει να πετάμε με ταχύτητα 9000/9 = 1000 Km/h πράγμα το οποίο είναι συνήθης ταχύτητα για τα σημερινά αεροπλάνα!

Στα αρκτικά γεωγραφικά πλάτη, για να παρατηρείς “ακίνητο τoν Ήλιο” (ή μάλλον τη Γη) κάποιος μπορεί να πάει ακόμα πιο αργά! Πετώντας πάνω απ’ τη Novaya Zemlya (71,61787 0N – 52,47884 0E), ένα αεροπλάνο που τρέχει με 500 Km/h, κινείται με την γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της Γης  . Αν πετάμε με ένα τέτοιο αεροπλάνο, θα βλέπουμε τον Ήλιο να αιωρείται ακίνητος, με δεδομένο βέβαια ότι το αεροπλάνο κινείται στην κατάλληλη κατεύθυνση.

Ακόμα πιο εύκολο είναι να παρατηρείς “ακίνητη τη Σελήνη” στην περιστροφή της γύρω απ’ τη Γη. Η Σελήνη γυρίζει γύρω απ’ τη Γη 29 φορές πιο αργά απ’ ότι η Γη γύρω απ’ τον εαυτό της. Έτσι σε κάθε τυπική πλεύση με ταχύτητες 20-22 knots (κόμβους) μπορείς να παρατηρείς ακίνητη τη Σελήνη διαπλέοντας σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη.

Ο Mark Twain στο ταξιδιωτικό βιβλίο Innocents Abroad, διαπλέοντας τον Ατλαντικό από τη Νέα Υόρκη προς τις Αζόρες γράφει: “..είχαμε ήπιο καλοκαιρινό καιρό και οι νύχτες ήταν ακόμα ίο καλύτερες και από τις μέρες. Είχαμε το φαινόμενο η πανσέληνος να βρίσκεται στο ίδιο σημείο του ουρανού την ίδια ώρα κάθε βράδυ! Ο λόγος γι’ αυτή τη μοναδική συνάντηση συγχρονισμού, πραγματοποιήθηκε γιατί κερδίζαμε είκοσι λεπτά κάθε μέρα πηγαίνοντας ανατολικά – κερδίζαμε τόσο ακριβώς μέσα στη διάρκεια της μέρας ώστε να συμβαδίζουμε με την πανσέληνο“.

Κατηγορία ΦΥΣΙΚΗ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΠΟΣΟ ΓΡΗΓΟΡΑ ΚΙΝΟΥΜΑΣΤΕ ?

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 28 Αυγούστου 2025

Ένας καλός αθλητής μπορεί να τρέξει 1,5 Km σε περίπου 3 min και 50 sec. Το παγκόσμιο ρεκόρ στα 1500 m, για τους άνδρες είναι 3:26.00 (1998), και για τις γυναίκες 3:48.68 (2025). Ένα μέσο άτομο, συνήθως όταν περπατά έχει μια μέση ταχύτητα 1,5 μέτρα το δευτερόλεπτο (1,5 m/s). Ανάγοντας την ταχύτητα των πρωταθλητών ανά δευτερόλεπτο βλέπουμε ότι αυτή είναι 7,28 m/s για τους άνδρες και για τις γυναίκες 6,55 m/s. Αυτές οι διαφορές όμως των ταχυτήτων μεταξύ πρωταθλητών και μέσων ανθρώπων, δεν είναι απόλυτα συγκρίσιμες. Ένα περπάτημα μπορεί να διαρκέσει για ώρες με ταχύτητα 5 Km/h, ενώ ο πρωταθλητής μπορεί να διατηρήσει το ρυθμό αυτό μόνο για περιορισμένο χρονικό διάστημα. Με γρήγορο βάδισμα, ένα στρατιωτικό άγημα κινείται περίπου με το 1/3 της ταχύτητας ενός πρωταθλητή δηλαδή 2 m/s ή ισοδύναμα 7 Km/h, και μπορεί βέβαια να καλύψει μεγαλύτερες αποστάσεις.

Είναι ενδιαφέρον να συγκρίνει κάποιος τη δική μας normal ταχύτητα (ρυθμό βαδίσματος) με κάποιες παροιμιωδώς αργές όπως ενός σαλιγκαριού ή μιας χελώνας. Το σαλιγκάρι έχει τη φήμη του πολύ αργού ζώου που κινείται με ταχύτητα ενάμιση χιλιοστά το δευτερόλεπτο (1,5 mm/s) ή 5 m/h, ακριβώς 1000 φορές μικρότερη από του δικού μας ρυθμού βαδίσματος. Το άλλο κλασικώς αργό ζώο, η χελώνα, είναι πολύ πιο γρήγορη απ’ το σαλιγκάρι διανύοντας εβδομήντα μέτρα σε μία ώρα (70 m/h).

Ευκίνητο συνεπώς βρίσκουμε τον εαυτό μας σε σύγκριση με το σαλιγκάρι και τη χελώνα, υπερθετικά συγκρινόμενη με άλλες κινήσεις – ακόμη και όχι πολύ γρήγορες – που παρατηρούμε γύρω μας. Η αλήθεια είναι ότι ξεπερνάμε την ταχύτητα ροής πολλών ποταμών που κυλούν σε πεδιάδες, και την ταχύτητα κίνησης των ασθενών ανέμων. Με επιτυχία όμως συναγωνιζόμαστε μια μύγα που κινείται με ταχύτητα 5 m/s, αν βέβαια δεν τρέχουμε φορώντας πέδιλα του σκι. Δεν μπορούμε βέβαια να συναγωνιστούμε ένα λαγό, ή ένα κυνηγόσκυλο ακόμα και ιππεύοντας σε άλογο, ούτε να συναγωνιστούμε τον αετό, παρά μόνο επιβαίνοντας σε ένα αεροπλάνο.

Οι μηχανές που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος, τον έχουν κάνει απαράμιλλο σε ταχύτητα. Ένα επιβάτης σε ένα γρήγορο υδροπτέρυγο πλοίο (flying dolphin), κινείται με ταχύτητα 60-70 Km/h.

ydropterygomoschobits

Στην ξηρά μπορεί να κινηθεί κάποιος με μεγαλύτερη ταχύτητα απ’ ότι στο νερό, επιβαίνοντας σε τράινα ή αυτοκίνητα με ταχύτητες 200 Km/h ή και μεγαλύτερες. Τα περισσότερα επιβατικά αεροσκάφη αναπτύσσουν ταχύτητες 900-1000 Km/h και τα στρατιωτικά ξεπερνούν τα 2800 Km/h. Εκτός από τα στρατιωτικά, έχουν κατασκευαστεί και επιβατικά αεροσκάφη που σπάνε το φράγμα του ήχου 1 Mach = 340 m/s (1225 Km/h) που κινούνται με ταχύτητα περίπου 2 Mach (Concorde 2179 Km/h).

Concordeflying trais

Η ταχύτητα ενός δορυφόρου είναι οκτώ χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο 8 Km/s. Η ταχύτητα διαφυγής από την έλξη της Γής είναι 11 Km/s και η ταχύτητα διαφυγής από την έλξη του Ήλιου (έξοδος από το Ηλιακό σύστημα) είναι 22 Km/s. Την ίδια ώρα και όσο συμβαίνουν όλα αυτά, κινούμαστε με ταχύτητα 30 Km/s επιβαίνοντας πάνω στο “Διαστημόπλοιο Γη“.

Κατηγορία Γενικά | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ – ΑΝΤΙ ΠΡΟΛΟΓΟΥ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 27 Αυγούστου 2025

Από όλες τις μηχανές που έχουν αλλάξει τη ζωή μας, ίσως η πιο σημαντική είναι ο υπολογιστής, το κατεξοχήν παιδί της βιομηχανικής επανάστασης. Παράγεται μαζικά και είναι εύκολα διαθέσιμος. Συνδυάζει λαμπρή επιστημονική γνώση με ένα προϊόν που βελτιώνει τον πραγματικό κόσμο. Η ταχύτητα ανάπτυξής του είναι εκπληκτική. Η βελτίωση και ανάπτυξή του αγγίζει τα όρια ενός εκπληκτικού επιστημονικού επιτεύγματος. Οι υπολογιστές μπορούν να δημιουργήσουν ρεαλιστικές εικόνες προσομοιώσεων εν κινήσει, να νικήσουν ανθρώπινους πρωταθλητές σκακιού και να χρησιμεύσουν ως ταπεινοί κόμβοι που συνδέουν οποιονδήποτε στον κόσμο με τον Παγκόσμιο Ιστό. Πραγματικά εντυπωσιακό.

Αλλά μπορεί να σκεφτεί; Αν μια μηχανή μπορεί να σκεφτεί μόνη της σε κάποιο επίπεδο, ίσως ακόμη και να μάθει και να βελτιώσει την απόδοσή της μέσω της εμπειρίας, μπορεί να είναι ένα πολύ πιο χρήσιμο εργαλείο. Σχεδόν όλοι συμφωνούν ότι αυτό είναι κάτι επιθυμητό, ​​αλλά το πώς θα φτάσουμε εκεί είναι ένα εντελώς διαφορετικό ερώτημα.

Μια σχολή σκέψης στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης βλέπει τον ανθρώπινο εγκέφαλο ως έναν υπολογιστή που μπορεί να αντιγραφεί για να παραχθεί ένα τεχνητό μυαλό. Άλλοι υποστηρίζουν ότι η ανθρώπινη συμπεριφορά αψηφά τους περιορισμούς ενός προγράμματος υπολογιστή. Στην καρδιά αυτής της συζήτησης βρίσκεται το πραγματικά ύπουλο ερώτημα που αντιμετωπίζουν όσοι θα ήθελαν να δημιουργήσουν τεχνητή νοημοσύνη: Τι σημαίνει να σκέφτεσαι; Και το επακόλουθό του: Συνιστά η σκέψη συνείδηση;

Στην προσπάθεια να κάνουν τους υπολογιστές να συμπεριφέρονται με έναν κάπως σκεπτόμενο – συνειδητό τρόπο, οι επιστήμονες έπρεπε να μελετήσουν τα ανθρώπινα όντα από μια εντελώς νέα οπτική γωνία. Αποδεικνύεται ότι πολλά από αυτά που θεωρούμε δεδομένα στον κόσμο, ότι δηλαδή ένα μήλο που πέφτει θα πέσει στο έδαφος ή ότι η βροχή κάνει τα πράγματα να βραχούν, αποτελούν ένα αόρατο σύνολο υποθέσεων που αποτελούν το φόντο για όλες τις ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις με τον κόσμο. Έτσι, προτού ένα έξυπνο ρομπότ-υπηρέτης μπορέσει να σκουπίσει το πάτωμα με ηλεκτρική σκούπα, πρέπει να κωδικοποιηθεί και να ληφθεί μια πληθώρα δεδομένων για τον τρισδιάστατο κόσμο – η ποσότητα πίεσης που απαιτείται για την αφαίρεση της βρωμιάς από ένα χαλί, η διαφορά μεταξύ ενός λεκέ μελανιού και ενός ασπρόμαυρου σχεδίου, κ.λπ

Οι άνθρωποι μαθαίνουν ενσωματώνοντας τις αισθητηριακές τους εμπειρίες από τον κόσμο σε μοτίβα. Το κάνουμε φυσικά, αυτόματα, ενσωματώνοντας και διασταυρώνοντας σκέψεις, συζητήσεις και αλληλεπιδράσεις με τον κόσμο γενικότερα. Μια μόνο αλληλεπίδραση με ένα μήλο ή μια χιονοθύελλα ή ένα αυτοκίνητο που δεν ξεκινά, μας φέρνει πλήθος νέων πληροφοριών για τον κόσμο – επεξεργασμένες χωρίς συνειδητή προσπάθεια και άψογα ενσωματωμένες με αυτά που ήδη γνωρίζουμε, για να δημιουργήσουμε μια καλύτερη και ευρύτερη κατανόηση.

Τα νευρωνικά δίκτυα, σχεδιασμένα για την προώθηση και τη δημιουργία Τεχνητής Νοημοσύνης, προσεγγίζουν το πρόβλημα της εμπειρίας-μάθησης-ενσωμάτωσης νέων πληροφοριών μοντελοποιώντας τη βιολογία του ανθρώπινου νευρικού συστήματος. Αυτά τα απλουστευμένα δίκτυα είναι πολλά υποσχόμενα, αλλά οι υπολογιστικοί κύκλοι που είναι απαραίτητοι για την τροφοδότησή τους κάνουν τα περίπλοκα νευρωνικά δίκτυα να λειτουργούν αργά

Η σημαντική ανακάλυψη στην ταχύτητα που προμηνύει το άλμα στην πραγματική Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ) μπορεί να εξαρτάται από τη μετάβαση από τη μνήμη πυριτίου στη μοριακή μνήμη (όπως διευκρινίζουν οι Mark A. Reed και James M. Tour στο “Υπολογιστική με Μόρια”). Σε συνδυασμό με την ικανότητα των μορίων να λειτουργούν ως διακόπτες και άλλα προϊόντα νανοτεχνολογίας, η συνοδευτική αύξηση της επεξεργαστικής ισχύος θα μπορούσε να θέσει τις βάσεις για τη μεγάλη παράσταση της ΤΝ: το έξυπνο ρομπότ.

Το όνειρο μιας κινητής, αυτόνομης, αισθανόμενης, μη βιολογικής δημιουργίας μας συνοδεύει εδώ και περίπου έναν αιώνα. Κάποιοι προβλέπουν ότι το ρομπότ θα είναι μια συνειδητή οντότητα, ικανή για συναισθήματα, συγκινήσεις και γνώσεις. Κάποιοι παρουσιάζουν το ρομπότ ως μια μηχανή για συγκεκριμένες εργασίες, ίσως στοχαστική, αλλά απαλλαγμένη από ανθρώπινες σκέψεις και λεπτότητες.

Τα ρομπότ, και ορισμένες άλλες περιορισμένες μορφές τεχνητής νοημοσύνης, έχουν ήδη αφήσει το στίγμα τους στον κόσμο, από υπερυπολογιστές μέχρι ρομποτικά εργοστάσια. Τα ερωτήματα και οι προκλήσεις που αντιμετωπίζει η τελευταία γενιά ερευνητών σε αυτόν τον τομέα, που εξερευνώνται λεπτομερώς εδώ, καθιστούν σαφές ότι βρισκόμαστε σε καλό δρόμο για να γίνουμε οι σκεπτόμενες μηχανές ένας σημαντικός παράγοντας στις λεπτομέρειες της καθημερινής ζωής.

 

Η έρευνα για την τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) αποτελεί κινητήρια δύναμη πίσω από μεγάλο μέρος της επιστήμης των υπολογιστών για πάνω από ογδόντα χρόνια. Ο Alan Turing ήθελε να κατασκευάσει μια μηχανή που να είναι τόσο έξυπνη όσο ένας άνθρωπος, καθώς ήταν δυνατή η κατασκευή απομιμήσεων «οποιουδήποτε μικρού μέρους ενός ανθρώπου». Πρότεινε ότι αντί να παράγονται ακριβή ηλεκτρικά μοντέλα νεύρων, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ένας υπολογιστής γενικής χρήσης και το νευρικό σύστημα θα μπορούσε να μοντελοποιηθεί ως υπολογιστικό σύστημα. Πρότεινε ότι «τηλεοπτικές κάμερες, μικρόφωνα, μεγάφωνα» κ.λπ. θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να μοντελοποιήσουν το υπόλοιπο ενός ανθρωποειδούς σώματος.

«Αυτό θα ήταν φυσικά ένα τεράστιο εγχείρημα..», αναγνώρισε. Ακόμα κι έτσι, ο Turing σημείωσε ότι η έτσι κατασκευασμένη «μηχανή» «…δεν θα είχε καμία ανάγκη για το φαγητό, το σεξ, τον αθλητισμό και πολλά άλλα πράγματα που ενδιαφέρουν τον άνθρωπο». Ο Turing κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τη δεκαετία του 1940 οι τεχνικές προκλήσεις για την κατασκευή ενός τέτοιου ρομπότ ήταν πολύ μεγάλες και ότι οι καλύτεροι τομείς στους οποίους μπορούσε να διερευνηθεί η μηχανοποίηση της σκέψης ήταν διάφορα παιχνίδια και η κρυπτανάλυση, «καθώς απαιτούν μικρή επαφή» με τον έξω κόσμο.

Ανησυχούσε ρητά για την εκμάθηση μιας φυσικής ανθρώπινης γλώσσας σε έναν υπολογιστή, καθώς «για να είναι εφικτή φαίνεται να εξαρτάται υπερβολικά από τα αισθητήρια όργανα και την κίνηση». Έτσι, ο Turing καθόρισε τη μορφή για την πρώιμη έρευνα για την τεχνητή νοημοσύνη και με αυτόν τον τρόπο άγγιξε πολλά από τα ζητήματα που εξακολουθούν να αποτελούν σημεία έντονης συζήτησης. Μεγάλο μέρος του κινήτρου για την τεχνητή νοημοσύνη είναι η έμπνευση από τους ανθρώπους – ότι “μπορούν να περπατούν, να μιλάνε, να βλέπουν, να σκέφτονται και να κάνουν”. Σήμερα που φαίνεται ότι μπορούμε να κατασκευάσουμε μηχανές που μπορούν να κάνουν και αυτά τα πράγματα, υπάρχουν κάποια ζητήματα που χρειάζονται αναστοχασμό.

Το πρώτο ζήτημα που πρέπει να επιλυθεί είναι αν οι άνθρωποι είναι κάπως εγγενώς διαφορετικοί από τις μηχανές. Η μία πλευρά υποστηρίζει ότι όπως ακριβώς έπρεπε να προσαρμοστούμε στο να μην ζούμε στο κέντρο του “σύμπαντος”, και στη συνέχεια έπρεπε να προσαρμοστούμε στο ότι εξελιχθήκαμε από τα ζώα, τώρα θα πρέπει να προσαρμοστούμε στο να μην είμαστε πιο ξεχωριστοί από τις περίπλοκες μηχανές. Άλλοι υποστηρίζουν ότι υπάρχει κάτι το ιδιαίτερο στο να είσαι άνθρωπος και οι απλές μηχανές δεν μπορούν ποτέ να έχουν τις “ικανότητες ή την προσωπικότητα των ανθρώπων”.

Το δεύτερο ζήτημα είναι αν η νοημοσύνη μας είναι κάτι που “μπορεί να μιμηθεί υπολογιστικά”. Κάποιοι υποστηρίζουν ότι ο “εγκέφαλος είναι μια μηχανή επεξεργασίας πληροφοριών, φτιαγμένη από κρέας, και ως τέτοια μπορεί να αντικατασταθεί από έναν γρήγορο υπολογιστή—και η τεχνολογική εξέλιξη εξασφαλίζει ότι θα έχουμε όλο και πιο γρήγορους υπολογιστές μέσα στα επόμενα χρόνια. Άλλοι υποστηρίζουν ότι ίσως υπάρχει κάτι μη υπολογιστικό που συμβαίνει μέσα στο κεφάλι μας—όχι απαραίτητα κάτι που είναι πέρα ​​από την κατανόηση της τρέχουσας φυσικής, αλλά ότι η οργάνωση ό,τι συμβαίνει δεν έχει ακόμη κατανοηθεί ούτε σε βασικό επίπεδο.

Το τρίτο ζήτημα είναι πώς ο υπολογισμός, ή οτιδήποτε άλλο, πρέπει να οργανωθεί. Είμαστε προϊόν ορθολογικής σκέψης ή είμαστε μάλλον ντυμένα ζώα και προϊόν αντιδραστικών εγκεφάλων προγραμματισμένων από την εξέλιξη για fight or flidht;

Και το τέταρτο ζήτημα είναι πώς να ελέγξουμε όλες τις απαραίτητες δυνατότητες σε μια μηχανή. Μπορούν αυτές να καταγραφούν ρητά ως κανόνες και να αφομοιωθούν από έναν ασώματο υπολογιστή; Ή, μήπως χρειάζεται να κατασκευάσουμε ρομπότ με αισθητήρες και ενεργοποιητές που δρουν στον κόσμο και μαθαίνουν ό,τι χρειάζεται να γνωρίζουν από τις αλληλεπιδράσεις τους με τον κόσμο; Τέλος, υπάρχουν εικασίες για το πού βρίσκεται και που θα οδηγήσει η εργασία μας στην Τεχνητή Νοημοσύνη. Τέτοιες εικασίες αποτελούν μέρος της συζήτησης από τις πρώτες μέρες της και θα συνεχίσουν να αποτελούν μέρος της συζήτησης. Οι λεπτομέρειες των εικασιών και τα ερωτήματα που εγείρουν είναι συχνά βαθιά και σημαντικά και είναι αυτά που όλοι πρέπει να σκεφτούμε.

ΜΕ ΤΑ ΦΤΕΡΑ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Από όλες τις μηχανές που έχουν αλλάξει τη ζωή μας, ίσως η πιο σημαντική είναι ο υπολογιστής, το κατεξοχήν «παιδί» της βιομηχανικής επανάστασης. Παράγεται μαζικά και είναι εύκολα διαθέσιμος. Συνδυάζει λαμπρή επιστημονική γνώση με ένα προϊόν που βελτιώνει τον πραγματικό κόσμο. Η ταχύτητα ανάπτυξής του είναι εκπληκτική. Η βελτίωση και η εξέλιξή του αγγίζει τα όρια ενός άθλου – ενός εκπληκτικού επιστημονικού επιτεύγματος. Οι υπολογιστές πριν 30 χρόνια μπορούσαν να δημιουργήσουν ρεαλιστικές εικόνες εν κινήσει, να νικήσουν ανθρώπινους πρωταθλητές στο σκάκι και να χρησιμεύσουν ως ταπεινοί κόμβοι που συνδέουν οποιονδήποτε στον κόσμο με τον Παγκόσμιο Ιστό. Πραγματικά εντυπωσιακά για τότε! Σήμερα αυτά φαίνονται τετριμμένα μπρος στις νέες υπολογιστικές δυνατότητες.

Στην προσπάθεια να κάνουν τους υπολογιστές να συμπεριφέρονται με έναν κάπως σκεπτόμενο/συνειδητό τρόπο, οι επιστήμονες έπρεπε να μελετήσουν τα ανθρώπινα όντα υπό ένα εντελώς νέο πρίσμα. Αποδεικνύεται ότι πολλά από αυτά που θεωρούμε δεδομένα στον κόσμο – ότι ένα μήλο που πέφτει θα πέσει στο έδαφος ή ότι η βροχή βρέχει τα πράγματα – αποτελούν ένα αόρατο σύνολο υποθέσεων που αποτελούν ένα φόντο για όλες τις ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις με τον κόσμο. Έτσι, πριν μια έξυπνη ρομπότ-υπηρέτρια μπορέσει να σκουπίσει το πάτωμα με ηλεκτρική σκούπα, μια μάζα δεδομένων για τον τρισδιάστατο κόσμο – η ποσότητα πίεσης που απαιτείται για την αφαίρεση της βρωμιάς από ένα χαλί· η διαφορά μεταξύ ενός λεκέ μελανιού και ενός ασπρόμαυρου σχεδίου, κ.λπ. – πρέπει να κωδικοποιηθεί και να ληφθεί.
Τα ανθρώπινα όντα μαθαίνουν ενσωματώνοντας τις αισθητηριακές τους εμπειρίες του κόσμου σε μοτίβα. Το κάνουμε φυσικά, αυτόματα,
ενσωματώνοντας και διασταυρώνοντας σκέψεις, συζητήσεις και αλληλεπιδράσεις με τον κόσμο γενικότερα. Μια μόνο αλληλεπίδραση με ένα μήλο ή μια χιονοθύελλα ή ένα αυτοκίνητο που δεν παίρνει μπροστά μας φέρνει πλήθη νέων πληροφοριών για τον κόσμο επεξεργασμένες χωρίς συνειδητή προσπάθεια και άψογα ενσωματωμένες με αυτά που ήδη γνωρίζουμε για να δημιουργήσουμε μια καλύτερη, ευρύτερη κατανόηση.

Κατηγορία ARTIFICIAL INTELIGENCE | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΑΡΧΕΣ ΕΞΕΛΙΣΣΟΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ = ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ-ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ-ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 20 Αυγούστου 2025

Η ΜΟΡΙΑΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΠΑΙΤΕΙ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΚΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΜΟΡΙΩΝ

Μόλις έγιναν διαθέσιμοι οι αναγκαίοι δομικοί λίθοι (πρόδρομα βιομόρια), πως προέκυψε και εξελίχτηκε ένας ζωντανός οργανισμός; Πριν από την εμφάνιση της ζωής θα πρέπει να υπήρχαν απλά μοριακά συστήματα, τα οποία στη συνέχεια εξελίχτηκαν σε πολύπλοκα χημικά συστήματα χαρακτηριστικά των ζωντανών οργανισμών. Για να προσεγγίσουμε πως μπορεί να συνέβη αυτό, χρειάζεται να λάβουμε υπ’ όψιν τη διαδικασία της εξέλιξης. Υπάρχουν ορισμένες βασικές αρχές που είναι κοινές για τα εξελισσόμενα  συστήματα, είτε αυτά είναι απλές συλλογές μορίων, είτε είναι ανταγωνιστικοί πληθυσμοί οργανισμών. Πρώτον, η πιο θεμελιώδης ιδιότητα των εξελισσόμενων συστημάτων είναι η ικανότητά τους να αντιγράφονται η να αναπαράγονται. Χωρίς την ικανότητα της αναπαραγωγής κάθε “είδος” μορίου που μπορεί να προκύψει είναι καταδικασμένο σε αφανισμό αμέσως μόλις αποδομηθούν όλα τα επιμέρους μόρια. Παραδείγματος χάριν, επιμέρους μόρια βιολογικών πολυμερών, όπως είναι το RNA, αποδομούνται με υδρολυτικές αντιδράσεις και άλλες διεργασίες. Εντούτοις μόρια τα οποία μπορούν να αντιγράφονται θα συνεχίσουν να αντιπροσωπεύονται στον πληθυσμό, ακόμη και αν η διάρκεια ζωής τους είναι μικρή.

Μια δεύτερη θεμελιώδης αρχή της εξέλιξης είναι η ποικιλομορφία. Τα αντιγραφόμενα συστήματα πρέπει να υφίστανται αλλαγές. Άλλωστε, εάν ένα σύστημα αντιγράφεται πάντοτε τέλεια, το αντίγραφο μόριο θα είναι πάντοτε το ίδιο με το προγονικό μόριο. Έτσι δεν μπορεί να συμβεί εξέλιξη.

Μια τρίτη βασική αρχή της εξέλιξης είναι ο ανταγωνισμός. Τα αντιγραφόμενα μόρια ανταγωνίζονται μεταξύ τους για τα διαθέσιμα εφόδια, όπως είναι τα πρόδρομα χημικά μόρια, και ο ανταγωνισμός επιτρέπει να συμβεί η διεργασία της εξέλιξης δια της φυσικής επιλογής. Η ποικιλομορφία θα παραγάγει διαφορετικούς πληθυσμούς μορίων. Μερικοί παραλλαγμένοι απόγονοι μπορεί, τυχαία, να είναι καταλληλότεροί για επιβίωση και αντιγραφή, κάτω απ’ τις επικρατούσες συνθήκες, απ’ ότι τα προγονικά τους μόρια. Οι επικρατούσες συνθήκες  ασκούν μια επιλεκτική πίεση που δίνει ένα πλεονέκτημα σε έναν από τους παραλλαγμένους απογόνους. Εκείνα τα μόρια που είναι πιο ικανά να επιβιώνουν και να αντιγράφονται μόνα τους, θα αυξηθούν σε σχετική συγκέντρωση μέσα στον πληθυσμό. Έτσι προκύπτουν νέα μόρια που είναι πιο ικανά να αντιγράφονται κάτω απ’ τις συνθήκες του περιβάλλοντός τους. Οι ίδιες αρχέ ισχύουν και για τους σύγχρονους οργανισμούς. Οι οργανισμοί αναπαράγονται, εμφανίζουν παραλλαγές μεταξύ τους και ανταγωνίζονται για τα εφόδια. Εκείνοι οι παραλλαγμένοι οργανισμοί που διαθέτουν ένα επιλεκτικό πλεονέκτημα θα αναπαράγονται με μεγαλύτερη επιτυχία. Οι αλλαγές που οδηγούν σε ποικιλομορφία συμβαίνουν ακόμα και στο μοριακό επίπεδο, αλλά το επιλεκτικό πλεονέκτημα εμφανίζεται στο επίπεδο του οργανισμού.

 

 

Κατηγορία Γενικά | Δεν υπάρχουν σχόλια »