Tag: επιστήμη

  • Oμιλία Θόδωρου Αραμπατζή: Η Κρίση στα Θεμέλια της Φυσικής και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης

    Oμιλία Θόδωρου Αραμπατζή: Η Κρίση στα Θεμέλια της Φυσικής και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης

    Στα πλαίσια του ανοικτού αφιερωματικού κύκλου “Επιστήμη & Τεχνολογία στην εποχή της Βαϊμάρης” το InScience.gr  σας παρουσιάζει την ομιλία του Θόδωρου Αραμπατζή με θέμα:

    Η Κρίση στα Θεμέλια της Φυσικής και η Δημοκρατία της Βαϊμάρης

    Περίληψη:

    Ο αμερικανός ιστορικός των επιστημών Paul Forman έχει υποστηρίξει ότι η κρίση στη φυσική στις αρχές του 20ού αιώνα ήταν άμεσα συνδεδεμένη με την περιρρέουσα ατμόσφαιρα στη γερμανόφωνη Ευρώπη μετά τον 1ο Παγκόσμιο Πόλεμο. Η απόρριψη της αιτιότητας στον μικρόκοσμο από πολλούς φυσικούς δεν ήταν, σύμφωνα με τον Forman, προϊόν εσωτερικών εξελίξεων στη φυσική, αλλά αποτέλεσμα της επίδρασης εξωτερικών παραγόντων: της γενικευμένης κρίσης στη Δημοκρατία της Βαϊμάρης και της επακόλουθης απαξίωσης του ορθού λόγου και της αιτιοκρατικής σκέψης. Η «θέση Forman» έχει προκαλέσει έντονες συζητήσεις για τη σχέση των επιστημονικών ιδεών με το κοινωνικό και πολιτισμικό πλαίσιο εντός του οποίου διαμορφώνονται. Σε αυτή την ομιλία θα εξετάσω τις περίπλοκες διασυνδέσεις ανάμεσα στη νεότερη φυσική και στο περιβάλλον στο οποίο αναπτύχθηκε, σχολιάζοντας παράλληλα την πρόσληψη της θέσης Forman από την κοινότητα των ιστορικών των επιστημών.Σύντομο Βιογραφικό

    Ο Θόδωρος Αραμπατζής είναι διδάκτωρ του Πανεπιστημίου Princeton και καθηγητής στο Τμήμα Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Επιστήμης του ΕΚΠΑ. Διετέλεσε μεταδιδακτορικός υπότροφος στο ΜΙΤ και επισκέπτης ερευνητής στο Max Planck Institute for the History of Science. Από το 2010 έως το 2014 ήταν συν-διευθυντής του περιοδικού Metascience (https://link.springer.com/journal/11016), και από το 2020 έως το 2022 ήταν πρόεδρος της European Society for the History of Science (http://www.eshs.org). Το 2017 έλαβε το βραβείο καλύτερου δοκιμίου στην ιστορία και φιλοσοφία της επιστήμης από την International Union of History and Philosophy of Science and Technology (https://iuhpst.org/pages/inter-division-commissions/joint-commission/2017-essay-prize.php). Είναι αντεπιστέλλον μέλος της Académie Internationale d’Histoire des Sciences (2019-). Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στην ιστορία και φιλοσοφία των φυσικών επιστημών του 19ου και του 20ού αιώνα. Πληροφορίες για το έργο του είναι διαθέσιμες στην ιστοσελίδα http://scholar.uoa.gr/tarabatz.

    Κεφάλαια της Ομιλίας

    00:00:27 Εισαγωγή – Χαιρετισμός

    00:04:20 Ομιλία

    00:50:47 Ερωτήσεις

    00:50:57 Αυτή η προσπάθεια την οποία έκανε ο Φόρμαν να εξηγήσει κατά τη δική του άποψη τις επιδράσεις του κοινωνικού περιβάλλοντος πάνω σε μια μεγάλη αλλαγή και μια καμπή της επιστήμης, έχει γίνει από άλλους ιστορικούς της επιστήμης με σκοπό να προβληθεί αυτό το μοντέλο και σε άλλες ιστορικές φάσεις της επιστήμης;

    00:58:05 Ποιες είναι οι επιπτώσεις της ανάλυσης του Forman για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ πολιτισμού και επιστήμης γενικότερα;

    01:03:23 Κατά πόσον οι ιδέες του Forman έχουν επηρεάσει τις σύγχρονες συζητήσεις σχετικά με την ιστορία και τη φιλοσοφία της φυσικής επιστήμης;

    01:06:51 Παρατηρείτε, εσείς ως επιστήμονας, συνθήκες παρόμοιες με εκείνες του κλίματος που ώθησε τους φυσικούς προς την κβαντομηχανική, μια επαναστατική θεωρία τότε, στο σημερινό επιστημονικό πεδίο;

    1:13:20 ΕπίλογοςΒρείτε εδώ περισσότερο υλικό σχετικό με τον αφιερωματικό κύκλο

  • PAUL A. M. DIRAC – Θεωρία των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων

    PAUL A. M. DIRAC – Θεωρία των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων

    Το πορτραίτο του Dirac φιλοτέχνησε ο εικαστικός Χρήστος Αλαβέρας από τη Θεσσαλονίκη.Διάλεξη Νόμπελ, 12 Δεκεμβρίου, 1933

    Μετάφραση: Βαρβάρα Πετανίδου

    Επιμέλεια Μετάφρασης: Κέλη Σπυροπούλου

    Επιστημονική Επιμέλεια Μετάφρασης – Σχολιασμός: Βασίλης Λεμπέσης «Καθηγητά Dirac, η θεωρία της κυματικής μηχανικής, την οποία έχετε αναπτύξει, χαρακτηρίζεται από την καθολικότητά της, καθώς από την αρχή έχετε επιβάλει την προϋπόθεση πως θα πρέπει να ικανοποιείται η αρχή της θεωρίας της σχετικότητας. Με αυτόν τον τρόπο έχετε αποδείξει πως η ύπαρξη και οι ιδιότητες του σπιν των ηλεκτρονίων είναι μια συνέπεια αυτής της θεωρίας και όχι απλά μια υπόθεση». (Από την προσφώνηση στην τελετή απονομής του βραβείου Nobel, 10 Δεκεμβρίου 1933)

    Οι πειραματικοί φυσικοί έχουν ανακαλύψει ότι η ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια διαφόρων ειδών, με τα σωματίδια του κάθε είδους να είναι ακριβώς όμοια. Μερικά από αυτά τα είδη έχει σαφώς αποδειχθεί πως είναι σύνθετα, δηλαδή ότι αποτελούνται από άλλα απλούστερα σωματίδια που υπάρχουν στη φύση. Ωστόσο, υπάρχουν άλλα είδη σωματιδίων, τα οποία δεν έχει διαπιστωθεί ότι είναι σύνθετα, και τα οποία δεν αναμένεται ποτέ να αποδειχθεί πως είναι, με αποτέλεσμα κάποιος να τα θεωρήσει ως στοιχειώδη και θεμελιώδη.

    Για γενικούς φιλοσοφικούς λόγους θα ήθελε κανείς με μια πρώτη ματιά να έχει όσο το δυνατόν λιγότερα είδη στοιχειωδών σωματιδίων, ας πούμε ένα μόνο είδος ή το πολύ δύο, και να έχει όλη την ύλη δομημένη από αυτά τα στοιχειώδη είδη. Από τα πειραματικά δεδομένα αποκαλύπτεται, ωστόσο,  ότι πρέπει να υπάρχουν περισσότερα από αυτά. Στην πραγματικότητα, το πλήθος των ειδών των στοιχειωδών σωματιδίων παρουσιάζει μια αρκετά ανησυχητική αυξητική τάση τα τελευταία χρόνια.

    Η κατάσταση, παρόλα αυτά, ίσως δεν είναι και τόσο άσχημη, επειδή σε ένα βαθύτερο επίπεδο προκύπτει ότι ο διαχωρισμός μεταξύ στοιχειωδών και σύνθετων σωματιδίων δεν μπορεί να είναι αυστηρός. Για να έχουμε μια ερμηνεία μερικών σύγχρονων πειραματικών αποτελεσμάτων, πρέπει κάποιος να υποθέσει ότι τα σωματίδια μπορούν να δημιουργηθούν και να καταστραφούν. Έτσι, εάν ένα σωματίδιο παρατηρείται να προκύπτει από κάποιο άλλο, δεν μπορεί κανείς πλέον να είναι σίγουρος ότι το αρχικό σωματίδιο είναι σύνθετο. Το αρχικό σωματίδιο ίσως έχει και αυτό προκύψει από κάποιο άλλο.  Ο διαχωρισμός μεταξύ στοιχειωδών σωματιδίων και σύνθετων γίνεται πλέον για λόγους ευκολίας. Αυτός ο λόγος από μόνος του είναι αρκετός, για να αναγκάσει κάποιον να εγκαταλείψει την ελκυστική φιλοσοφική ιδέα ότι η ύλη στο σύνολό της δομείται από ένα ή πιθανώς δύο είδη δομικών λίθων.

    Θα ήθελα εδώ να συζητήσω τα απλούστερα είδη σωματιδίων και να εξετάσω τι μπορεί να προκύψει ως συμπέρασμα σχετικά με αυτά, από καθαρά θεωρητικά επιχειρήματα. Τα απλούστερα είδη σωματιδίων είναι :

    ¡) τα φωτόνια ή κβάντα φωτός, από τα οποία συντίθεται το φως,

    ¡¡) τα ηλεκτρόνια και τα προσφάτως ανακαλυφθέντα ποζιτρόνια (τα οποία φαίνεται να είναι ένα είδος κατοπτρικού ειδώλου του ηλεκτρονίου, διαφέροντας από αυτό μόνο στο πρόσημο του ηλεκτρικού φορτίου),

    ¡¡¡) τα βαρύτερα σωματίδια- πρωτόνια και νετρόνια.

    Από αυτά, θα ασχοληθώ σχεδόν αποκλειστικά με τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια, όχι επειδή παρουσιάζουν περισσότερο ενδιαφέρον, αλλά επειδή, στην περίπτωση τους, η θεωρία έχει αναπτυχθεί περαιτέρω.  Στην πραγματικότητα δεν υπάρχει τίποτα που να μπορεί να συναχθεί θεωρητικά σχετικά με τις ιδιότητες των άλλων σωματιδίων. Τα φωτόνια, από τη μία πλευρά, είναι τόσο απλά, που μπορούν εύκολα να ταιριάξουν σε ένα θεωρητικό σχήμα και, επομένως, η θεωρία δε θέτει περιορισμούς στις ιδιότητές τους. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια, από την άλλη πλευρά, φαίνεται να είναι περισσότερο περίπλοκα και καμιά αξιόπιστη βάση δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμα για τη θεωρία τους.

    Η ερώτηση που πρέπει να αναρωτηθούμε, αρχικά, είναι γιατί η θεωρία δεν μπορεί να δώσει καμία απολύτως πληροφορία για τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων. Υπάρχει, επί του παρόντος, μια γενική κβαντική μηχανική η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει την κίνηση κάθε είδους σωματιδίου, ανεξάρτητα από τις ιδιότητές του. Η γενική κβαντική μηχανική, ωστόσο, έχει ισχύ μόνον όταν τα σωματίδια έχουν μικρές ταχύτητες και αποτυγχάνει για ταχύτητες συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός, όταν ανακύπτουν  φαινόμενα σχετικότητας. Δεν υπάρχει σχετικιστική κβαντική μηχανική (δηλαδή μια που να ισχύει για μεγάλες ταχύτητες), για να μπορεί να εφαρμοστεί σε σωματίδια με απροσδιόριστες ιδιότητες. Έτσι, όταν κανείς υποβάλλει την κβαντική μηχανική σε σχετικιστικές προϋποθέσεις, θέτει περιορισμούς στις ιδιότητες του σωματιδίου. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί κανείς να συναγάγει πληροφορίες για τα σωματίδια από καθαρά θεωρητική άποψη, βασισμένη σε γενικές αρχές της φυσικής.

    Η διαδικασία είναι επιτυχής στην περίπτωση των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων. Ελπίζουμε, επίσης, ότι στο μέλλον κάποια τέτοια διαδικασία θα βρεθεί και στην περίπτωση των άλλων σωματιδίων. Θα ήθελα εδώ να αναφέρω συνοπτικά τα βασικά σημεία της μεθόδου για τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια, αποδεικνύοντας πώς κανείς μπορεί να εξαγάγει τις ιδιότητες του σπιν του ηλεκτρονίου και πώς να συμπεράνει την ύπαρξη ποζιτρονίων με παρόμοιες ιδιότητες σπιν και με την πιθανότητα να μπορούν να εξαφανιστούν σε κρούσεις με τα ηλεκτρόνια.

    Ξεκινάμε με την εξίσωση που συνδέει την κινητική ενέργεια W με την ορμή pr (r = 1, 2, 3) ενός σωματιδίου στη σχετικιστική κλασική μηχανική

    W2/cpr2 m2c2 = 0.                                  (1)

    Από αυτήν την εξίσωση μπορούμε να πάρουμε μια κυματική εξίσωση της κβαντικής μηχανικής αφήνοντας το αριστερό μέλος να δράσει πάνω στην κυματοσυνάρτηση ψ και θεωρώντας τα W  και  p ως τους τελεστές ih∂/∂t και -ih∂/∂xr . Υπό αυτήν την έννοια, η κυματική εξίσωση διατυπώνεται ως

    [W2/cpr2 m2c2]ψ = 0 .                                 (2)

    Τώρα, είναι γενική απαίτηση της κβαντικής μηχανικής η κυματική εξίσωσή της να είναι γραμμική ως προς τον τελεστή ή , οπότε η παραπάνω εξίσωση δεν είναι κατάλληλη. Πρέπει να την αντικαταστήσουμε με κάποια γραμμική εξίσωση ως προς και, στην περίπτωση που αυτή η εξίσωση παραμένει αμετάβλητη κάτω από σχετικιστικούς μετασχηματισμούς, θα πρέπει να είναι επίσης γραμμική και ως προς τις ορμές p.

    Οδηγούμαστε έτσι στο να θεωρήσουμε μια εξίσωση του τύπου

    [W/c – αr pr  α0mc ]ψ = 0.                                  (3)

    Αυτή η εξίσωση συμπεριλαμβάνει τέσσερις νέες μεταβλητές αr και α0,  οι οποίες είναι τελεστές που μπορούν να δράσουν πάνω στην ψ. Υποθέτουμε ότι ικανοποιούν τις παρακάτω συνθήκες,

    αμ2 = Ι     αμαν + αναμ = 0,

    όπου

    αμ2 = Ι     αμαν + αναμ = 0,

    και επίσης πως οι τελεστές α μετατίθενται με τους τελεστές p και W. Αυτές οι ειδικές ιδιότητες των τελεστών α μετατρέπουν την Εξ.(3), κατά έναν ορισμένο βαθμό, σε ισοδύναμη με την Εξ.(2), καθώς, εάν στη συνέχεια πολλαπλασιάσουμε την (3) στο αριστερό μέλος επί W/c – αr pr  – α0mc, θα πάρουμε ακριβώς την (2).

    Οι νέες μεταβλητές α, τις οποίες πρέπει να εισαγάγουμε για να πάρουμε μια σχετικιστική κυματική εξίσωση, γραμμική ως προς W ,  φέρνουν στην επιφάνεια το σπιν του ηλεκτρονίου. Από τις γενικές αρχές της κβαντικής μηχανικής μπορεί κανείς να συμπεράνει ότι αυτές οι μεταβλητές α δίνουν στο ηλεκτρόνιο ένα σπιν με τιμή ίση με το μισό του κβάντου  και μια μαγνητική διπολική ροπή με μέτρο ίσο με μια μαγνητόνη του Bohr και κατεύθυνση αντίθετη από αυτήν του σπιν. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με το πείραμα. Στην πραγματικότητα, τα πήραμε για πρώτη φορά από πειράματα φασματοσκοπίας και έπειτα επιβεβαιώθηκαν από τη θεωρία.

    Οι μεταβλητές α έφεραν στην επιφάνεια μερικά, μάλλον μη αναμενόμενα, φαινόμενα που σχετίζονται με την κίνηση του ηλεκτρονίου. Αυτά έχουν πλήρως διερευνηθεί από τον Schrödinger. Διαπιστώθηκε ότι ένα ηλεκτρόνιο, το οποίο φαίνεται σ’ εμάς να κινείται αργά, πρέπει παραδόξως να έχει μια πολύ υψηλής συχνότητας ταλαντωτική κίνηση μικρού πλάτους, η οποία υπερτίθεται στην κανονική κίνηση που γίνεται αντιληπτή από εμάς [1]. Ως αποτέλεσμα αυτής της ταλαντωτικής κίνησης, η ταχύτητα του ηλεκτρονίου οποιαδήποτε στιγμή ισούται με την ταχύτητα του φωτός. Αυτή είναι μια πρόβλεψη που δεν μπορεί να επαληθευτεί άμεσα από κάποιο πείραμα, επειδή η συχνότητα της ταλαντωτικής κίνησης είναι πολύ υψηλή και το πλάτος της πολύ μικρό. Αλλά, ωστόσο, πρέπει κανείς να αποδεχτεί αυτό το συμπέρασμα της θεωρίας, καθώς άλλες προβλέψεις της, οι οποίες είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με αυτό, όπως ο νόμος της σκέδασης του φωτός από ένα ηλεκτρόνιο, έχουν επιβεβαιωθεί πειραματικά.

    Υπάρχει ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτών των εξισώσεων, το οποίο θα ήθελα τώρα να συζητήσω, που οδήγησε στην πρόβλεψη της ύπαρξης του ποζιτρονίου. Αν κάποιος κοιτάξει την Εξ.(1), βλέπει ότι επιτρέπει στην κινητική ενέργεια W να είναι είτε μια θετική ποσότητα μεγαλύτερη από mc2,  είτε μια αρνητική ποσότητα μικρότερη από –mc2. Αυτό το αποτέλεσμα διατηρείται, όταν κανείς περάσει στην κβαντική εξίσωση (2) ή (3). Αυτές οι κβαντικές εξισώσεις είναι τέτοιες ώστε, όταν ερμηνεύονται σύμφωνα με το γενικό πλαίσιο της κβαντικής δυναμικής, επιτρέπουν ως πιθανά αποτελέσματα της μέτρησης του W είτε κάτι μεγαλύτερο από mc2 είτε κάτι μικρότερο από –mc2.

    Τώρα, στην πράξη, η κινητική ενέργεια ενός σωματιδίου είναι πάντα θετική. Βλέπουμε, έτσι, ότι οι εξισώσεις επιτρέπουν μεταξύ των δύο ειδών κίνησης του ηλεκτρονίου μόνο μια εξ’ αυτών, εκείνη που αντιστοιχεί σε ό,τι μας είναι οικείο. Η άλλη αναφέρεται σε ηλεκτρόνια με μια πολύ ιδιαίτερη κίνηση, τέτοια ώστε, όσο γρηγορότερα κινούνται,  τόσο λιγότερη ενέργεια έχουν, και θα πρέπει κάποιος να τους προσφέρει ενέργεια, για να τα φέρει σε κατάσταση ηρεμίας.

    Συνεπώς, οδηγείται κανείς να εισαγάγει, ως μια νέα υπόθεση στη θεωρία, τη θέση πως μόνο ένα από τα δύο είδη κίνησης συμβαίνει στην πράξη. Αλλά αυτό προκαλεί μια δυσκολία, εφόσον διαπιστώνουμε από τη θεωρία ότι, εάν διαταράξουμε το ηλεκτρόνιο, πιθανόν να προκαλέσουμε μια μετάβαση από μια κατάσταση κίνησης με θετική ενέργεια σε μια κατάσταση με αρνητική ενέργεια, έτσι ώστε, ακόμα κι αν υποθέσουμε πως όλα τα ηλεκτρόνια του κόσμου ξεκινούν από καταστάσεις θετικής ενέργειας, μετά από ένα χρονικό διάστημα μερικά από αυτά θα βρίσκονται σε καταστάσεις με αρνητική ενέργεια.

    Επομένως,  σε επιτρεπόμενες καταστάσεις αρνητικής ενέργειας, η θεωρία δίνει κάτι το οποίο εμφανίζεται να μην ανταποκρίνεται σε οτιδήποτε γνωστό πειραματικά, αλλά το οποίο δεν μπορούμε απλά να απορρίψουμε με μια νέα υπόθεση. Πρέπει να ανακαλύψουμε μια εξήγηση γι’ αυτές τις καταστάσεις.

    Μια εξέταση της συμπεριφοράς αυτών των καταστάσεων μέσα σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο δείχνει  ότι αντιστοιχούν  στην κίνηση ενός ηλεκτρονίου με θετικό φορτίο αντί για το σύνηθες αρνητικό,  αυτού που οι πειραματιστές τώρα αποκαλούν ποζιτρόνιο. Συνεπώς, θα τείνει κανείς να υποθέσει ότι τα ηλεκτρόνια σε καταστάσεις αρνητικής ενέργειας είναι απλώς ποζιτρόνια, αλλά αυτό δε θα συμβεί, επειδή τα παρατηρούμενα ποζιτρόνια σίγουρα δεν έχουν αρνητικές ενέργειες. Μπορούμε, ωστόσο,  να αποδείξουμε μια σχέση μεταξύ ηλεκτρονίων σε καταστάσεις αρνητικής ενέργειας και ποζιτρονίων με έναν κάπως πιο έμμεσο τρόπο.

    Κάνουμε χρήση της Απαγορευτικής Αρχής του Pauli, σύμφωνα με την οποία μπορεί να υπάρξει μόνο ένα ηλεκτρόνιο σε μια οποιαδήποτε κατάσταση. Τώρα υποθέτουμε ότι στον κόσμο, όπως τον γνωρίζουμε,  σχεδόν όλες οι καταστάσεις αρνητικής ενέργειας για τα ηλεκτρόνια είναι κατειλημμένες, με ένα μόνο ηλεκτρόνιο σε κάθε κατάσταση, και πως μια κατάσταση που χαρακτηρίζεται από ομοιόμορφη συμπλήρωση όλων των καταστάσεων αρνητικής ενέργειας είναι εντελώς μη παρατηρήσιμη από εμάς [2]. Επιπλέον, οποιαδήποτε μη κατειλημμένη κατάσταση αρνητικής ενέργειας που παρεκκλίνει από την ομοιομορφία είναι παρατηρήσιμη, και είναι απλά ένα ποζιτρόνιο.

    Μια μη κατειλημμένη αρνητική κατάσταση ενέργειας, ή οπή όπως μπορούμε να την ονομάζουμε για συντομία, θα έχει θετική ενέργεια, εφόσον είναι ένας χώρος όπου υπάρχει έλλειψη αρνητικής ενέργειας. Η οπή είναι, στην πραγματικότητα, κάτι σαν ένα σύνηθες σωματίδιο, και η ταυτοποίησή της με το ποζιτρόνιο υποδεικνύει τον πιο λογικό τρόπο να ξεπεραστεί η δυσκολία εμφάνισης αρνητικών ενεργειών στις εξισώσεις μας. Από αυτήν την άποψη, το ποζιτρόνιο είναι απλώς ένα κατοπτρικό είδωλο του ηλεκτρονίου, που έχει ακριβώς την ίδια μάζα και αντίθετο φορτίο. Αυτό έχει ήδη, κατά προσέγγιση, επιβεβαιωθεί από πειράματα. Το ποζιτρόνιο πρέπει επίσης να έχει παρόμοιες ιδιότητες όσον αφορά το σπιν, αλλά αυτό δεν έχει επιβεβαιωθεί ακόμα από κάποιο πείραμα.

    Από τη θεωρητική μας εικόνα, θα πρέπει να αναμένουμε ένα κοινό ηλεκτρόνιο με θετική ενέργεια να είναι ικανό να καταλάβει τη θέση μιας οπής, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Αυτό θα σήμαινε μια διαδικασία στην οποία ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο θα εξαφανίζονταν αμοιβαία [3]. Η αντίστροφη διαδικασία, συγκεκριμένα η δημιουργία ενός ηλεκτρονίου κι ενός ποζιτρονίου από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, θα μπορούσε επίσης να λάβει χώρα. Τέτοιες διαδικασίες φαίνεται να έχουν ανακαλυφθεί πειραματικά και για την ώρα διερευνώνται επισταμένως από τους πειραματιστές.

    Η θεωρία των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων, την οποία μόλις περιέγραψα συνοπτικά, είναι μια αυτοσυνεπής θεωρία που ταιριάζει με τα πειραματικά γεγονότα, όπως είναι μέχρι τώρα  γνωστό. Θα επιθυμούσε κανείς να έχει μια εξίσου ικανοποιητική θεωρία για τα πρωτόνια. Κάποιος ίσως θεωρήσει ότι η ίδια θεωρία μπορεί να εφαρμοστεί στα πρωτόνια. Αυτό απαιτεί την πιθανότητα ύπαρξης αρνητικά φορτισμένων πρωτονίων, ένα κατοπτρικό είδωλο των γνωστών, θετικά φορτισμένων πρωτονίων.  Υπάρχει, ωστόσο, μια πρόσφατη πειραματική ένδειξη που ανακαλύφθηκε από τον Stern, σχετικά με τη μαγνητική ροπή του σπιν του πρωτονίου, η οποία έρχεται σε σύγκρουση με αυτήν τη θεωρία για το πρωτόνιο. Εφόσον το πρωτόνιο είναι τόσο πολύ βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο,  είναι αρκετά πιθανό να απαιτείται κάποια περισσότερο πολύπλοκη θεωρία, παρόλο που κάποιος στην παρούσα στιγμή δεν μπορεί να πει ποια είναι αυτή η θεωρία.

    Σε κάθε περίπτωση, νομίζω ότι είναι πιθανό τα αρνητικά πρωτόνια να υπάρχουν, καθώς, από τη στιγμή που η θεωρία είναι πλέον ξεκάθαρη, υπάρχει μια πλήρης και τέλεια συμμετρία μεταξύ θετικού και αρνητικού φορτίου και, αν αυτή η συμμετρία είναι πραγματικά θεμελιώδης στη φύση,  πρέπει να είναι δυνατόν να αντιστρέφει το φορτίο σε κάθε είδους σωματίδιο. Τα αρνητικά πρωτόνια θα είναι, φυσικά, πολύ πιο δύσκολο να παραχθούν πειραματικά, καθώς θα απαιτείται μια πολύ μεγαλύτερη ενέργεια, που αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη μάζα.

    Εάν αποδεχτούμε την άποψη της πλήρους συμμετρίας μεταξύ θετικού και αρνητικού φορτίου όσον αφορά τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης, πρέπει να δούμε μάλλον σαν ένα τυχαίο γεγονός πως στη Γη, και κατά πάσα πιθανότητα σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα, εμφανίζεται μια περίσσεια αρνητικών ηλεκτρονίων και θετικών πρωτονίων. Είναι αρκετά πιθανό σε μερικά από τα αστέρια να συμβαίνει το αντίθετο, και αυτά να αποτελούνται κυρίως από ποζιτρόνια και αρνητικά πρωτόνια. Στην πραγματικότητα, ίσως υπάρχουν μισά αστέρια από κάθε είδος. Τα δύο είδη αστεριών θα έχουν ακριβώς το ίδιο φάσμα και δε θα υπάρχει τρόπος να τα διαχωρίσουμε μεταξύ τους με τις παρούσες αστρονομικές μεθόδους.

     

    O Paul Adrien Maurice Dirac (8 Αυγούστου 1902 – 20 Οκτωβρίου 1984) είναι ένας από τους θεμελιωτές της κβαντικής μηχανικής και της ηλεκτροδυναμικής. Το βιβλίο του The Principles of Quantum Mechanics  θεωρείται από πολλούς πως είναι για την Κβαντομηχανική ό,τι τα Principia του Ισαάκ Νεύτωνα για τη Μηχανική. Το 1933 μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ από κοινού με τον Erwin Schrödinger. Διετέλεσε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ, στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι καθώς και στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Φλόριντα.[1] Εδώ ο Dirac αναφέρεται στο παράδοξο της «τρομώδους κίνησης» των ελευθέρων σωματιδίων, γνωστή στη διεθνή βιβλιογραφία με τον γερμανικό όρο “Ζitterbewegung”. Πρόκειται για ένα φαινόμενο που προβλέφθηκε θεωρητικά το 1928 από τον Gregory Breit και το 1930 από τον Erwin Schrödinger ως αποτέλεσμα της συμβολής λύσεων θετικής και αρνητικής ενέργειας σ’ ένα κυματοπακέτο που υπακούει στην εξίσωση Dirac. Η άρση αυτού του παράδοξου γίνεται δυνατή μέσω της λεγόμενης «δεύτερης κβάντωσης» στην κβαντική θεωρία πεδίων.

    [2] «Σύμφωνα με τον Dirac, όλες οι καταστάσεις αρνητικής ενέργειας είναι κατειλημμένες από σωματίδια, δημιουργώντας έτσι ένα τελείως άκαμπτο υπόστρωμα – ένα είδος «παγωμένης θάλασσας», όπου κάθε περαιτέρω κίνηση είναι αδύνατη, αφού δεν υπάρχουν διαθέσιμες ενεργειακές καταστάσεις, πλην βεβαίως εκείνων με θετική ενέργεια, που χωρίζονται όμως από τις προηγούμενες με ένα τεράστιο ενεργειακό χάσμα». (βλ. Τραχανάς, Σ., 1991. ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ηράκλειο: ΠΕΚ, σελ. 52).

    [3] «Στην ουσία, η εξίσωση Dirac δεν μπορεί να σταθεί ως μονοσωματιδιακή θεωρία, δηλαδή μια θεωρία που η κυματοσυνάρτησή της ψ = ψ(x) περιγράφει ένα μόνο σωματίδιο. Γενικότερα δεν μπορεί να σταθεί ως μια θεωρία καθορισμένου αριθμού σωματιδίων…Θα πρέπει να επανερμηνευθεί ως μια θεωρία με μεταβλητό αριθμό σωματιδίων και αντισωματιδίων, ώστε να υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας και καταστροφής τους…Αν ο αριθμός των σωματιδίων παύει να είναι καθορισμένος, και ένας οποιοσδήποτε αριθμός απ’ αυτά μπορεί να παραχθεί σε μια αντίδραση, (αρκεί να υπάρχει η ανάλογη ενέργεια), τότε μια θεωρία που θα εμπεριέχει όλες αυτές τις δυνατότητες θα πρέπει να είναι υποχρεωτικά μια θεωρία με άπειρους βαθμούς ελευθερίας. Και αυτό μας παραπέμπει φυσιολογικά στην έννοια του πεδίου, που είναι πράγματι μια φυσική οντότητα με τέτοιο πλήθος βαθμών ελευθερίας.» (βλ. Τραχανάς, Σ., 1991. ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ηράκλειο: ΠΕΚ, σελ. 53 & 54).

  • Από τον Δημόκριτο στους Κβαντικούς Υπολογιστές

    Από τον Δημόκριτο στους Κβαντικούς Υπολογιστές

    ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΡΟΠΗ

    Σκότ Αάρονσον ( Scott Aaronson )

    Μετάφραση: Μιλτιάδης Παπαδημητρόπουλος.
    ISBN: 978-618-5289-89-
    Διαστάσεις: 16 Χ 23
    Αριθμός σελίδων: 418
    Τιμή με ΦΠΑ: € 25.44

    Έτος έκδοσης: 2023

    Μετάφραση: Μιλτιάδης Παπαδημητρόπουλος

    Επιστημονική Επιμέλεια: Κυριάκος Ταμβάκης (Ομότιμος Καθηγητής Παν. Ιωαννίνων), Άρης Παγουρτζής (Καθηγητής, Ε.Μ.Π), Μάριος Ρόζος (Ε.Μ.Π.)Το βιβλίο Από τον Δημόκριτο στους κβαντικούς υπολογιστές θέτει υποψηφιότητα για το πιο αλλόκοτο βιβλίο που εκδόθηκε ποτέ από τον εκδοτικό οίκο Cambridge University Press. Η παραδοξότητά του εντοπίζεται ήδη από τον τίτλο, ο οποίος προφανώς και αποτυγχάνει να μας εξηγήσει τι ακριβώς πραγματεύεται. Πρόκειται για ακόμη ένα διδακτικό εγχειρίδιο κβαντικής υπολογιστικής – του δημοφιλούς πεδίου στο οποίο διασταυρώνονται οι κλάδοι της Φυσικής, των Μαθηματικών και της Επιστήμης των Υπολογιστών και που υπόσχεται στον κόσμο ένα νέο είδος υπολογιστή εδώ και δύο δεκαετίες, αλλά δεν έχει ακόμη φτιάξει μια πραγματική συσκευή, η οποία να κάνει κάτι εντυπωσιακότερο από το να παραγοντοποιεί το 21 σε 3 x 7 (με υψηλή πιθανότητα);

    Αν ναι, τότε τι παραπάνω προσθέτει αυτό το βιβλίο στην πληθώρα των άλλων που έχουν ήδη χαρτογραφήσει τα βασικά γνωρίσματα της θεωρίας της κβαντικής υπολογιστικής; Μήπως, αντίθετα, πρόκειται για μια δονκιχωτική απόπειρα σύνδεσης της κβαντικής υπολογιστικής με την αρχαία ιστορία; Και τι σχέση έχει ο Δημόκριτος, ο Έλληνας προσωκρατικός φιλόσοφος που εισήγαγε τον ατομισμό, με το περιεχόμενο αυτού του συγγράμματος που τουλάχιστον κατά το ήμισύ του θα αποτελούσε νέα γνώση για τους επιστήμονες της δεκαετίας του 1970, πολλώ δε μάλλον του 300 π.Χ.;

    _____________________________________________________________________________________

    Ο Scott Aaronson είναι καθηγητής Επιστήμης Υπολογιστών του Ντέιβιντ Τζ. Μπρούτον Τζούνιορ στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν και διευθυντής του Κβαντικού Κέντρου Πληροφοριών του. Προηγουμένως, ήταν στη σχολή του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης. Σπούδασε στο Cornell και στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ και έκανε μεταδιδακτορικό στο Ινστιτούτο Προηγμένων Σπουδών καθώς και στο Πανεπιστήμιο του Βατερλώ. Το πρώτο του βιβλίο,Quantum Computing From Democritus,εκδόθηκε το 2013 από τις εκδόσεις Cambridge University Press. Έχει λάβει το βραβείο Alan T. Waterman του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το βραβείο PECASE των Ηνωμένων Πολιτειών και το βραβείο Junior Bose του MIT για την αριστεία στη διδασκαλία.

    Η έρευνα του Aaronson επικεντρώνεται στις δυνατότητες και τα όρια των κβαντικών υπολογιστών και γενικότερα στην υπολογιστική πολυπλοκότητα και τη σχέση της με τη φυσική. Στο πλαίσιο της συνεργασίας It from Qubit, ο Aaronson ενδιαφέρεται εξαιρετικά για την αλληλεπίδραση μεταξύ της υπολογιστικής πολυπλοκότητας και της κβαντικής βαρύτητας. Αυτό περιλάμβανε τη μελέτη των πτυχών της επιστήμης των υπολογιστών του επιχειρήματος Harlow-Hayden, το οποίο επιχειρεί να εφαρμόσει τη θεωρία πολυπλοκότητας στο περιβόητο «παράδοξο τείχους προστασίας» στις πληροφορίες για τις μαύρες τρύπες, καθώς και τη συνεργασία με τον Leonard Susskind για την κατανόηση της ανάπτυξης της πολυπλοκότητας των κβαντικών κυκλωμάτων σε συστήματα που προκύπτουν από την αλληλογραφία AdS/CFT.

  • Η ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ – Τι ιστορίες μάς αφηγείται το «βιβλίο» των πετρωμάτων

    Η ΑΥΤΟΒΙΟΓΡΑΦΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ – Τι ιστορίες μάς αφηγείται το «βιβλίο» των πετρωμάτων

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ

    ΜΑΡΣΑ ΜΠΙΟΡΝΕΡΟΥΝΤ

    Μετάφραση: Αλεξάνδρα Γουργιώτη

    ISBN 978-960-524-898-7

    Διαστάσεις: 14 x 21 cm
    Αριθμός σελίδων:
    320
    Τιμή: €
    15

    Έτος έκδοσης: 2023Οι πέτρες και οι βράχοι δεν είναι παρά το αρχείο που διατηρεί ο πλανήτης µας για το παρελθόν του, το ηµερολόγιο που κράτησε στο πέρασµα του γεωλογικού χρόνου. Είναι ένα ηµερολόγιο τόσο εκτενές, µε τόσο πολλούς τόµους, ώστε για να στεγαστεί χρειάστηκε ολόκληρος ο γήινος φλοιός. Μόλις κάποιος µάθει να βλέπει τις πέτρες σαν κείµενα, ολόκληρη η Γη µετατρέπεται σε µια πλανητική βιβλιοθήκη. Και οι άνθρωποι που εδώ και δύο αιώνες ανέλαβαν να µεταφράσουν τα κείµενα της βιβλιοθήκης αυτής είναι οι γεωλόγοι.

    Τα κείµενα της πλανητικής µας βιβλιοθήκης αφηγούνται παραµύθια επιβίωσης µε αίσιο τέλος, αλλά και γοτθικής ατµόσφαιρας ιστορίες µαζικής καταστροφής. Καθώς βυθιζόµαστε στις αχανείς εκτάσεις του γεωλογικού χρόνου και της γήινης ιστορίας, νιώθουµε να µας τυλίγει η παρουσία του παρελθόντος και συνειδητοποιούµε ότι µια µέρα θα γίνουµε κι εµείς µια µικρή καταχώριση στο ηµερολόγιο της Γης. Ας σεβαστούµε, λοιπόν, τις λεπτές ισορροπίες του κόσµου που µας περιβάλλει, ώστε η µελλοντική καταγραφή που θα µας αφορά να µην θυµίζει αρχαία ελληνική τραγωδία.

    _____________________________________________________________________________________

    H Marcia Bjornerud είναι αµερικανίδα γεωλόγος, καθηγήτρια περιβαλλοντικών σπουδών και γεωεπιστηµών στο Πανεπιστήµιο Lawrence των ΗΠΑ. Μέλος της Αµερικανικής Γεωλογικής Εταιρείας, έχει πλούσιο ερευνητικό έργο το οποίο επικεντρώνεται στη φυσική των σεισµών και στις ορογενετικές διαδικασίες. Αρθρογραφεί συχνά σε εφηµερίδες (Wall Street Journal, Los Angeles Times) και περιοδικά (The New Yorker, Wired), ενώ έχει σηµαντική συγγραφική παρουσία στο πεδίο της επιστηµονικής εκλαΐκευσης. Άλλα βιβλία της: Timefulness: How Thinking Like a Geologist Can Help Save the World (2018, Η πληµµύρα του χρόνου: Πώς η γεωλογική σκέψη µπορεί να σώσει τον κόσµο· θα εκδοθεί στα ελληνικά από τις Πανεπιστηµιακές Εκδόσεις Κρήτης), Geopedia: A Brief Compendium of Geologic Curiosities (2022, Γεωπαιδεία: Συνοπτική επιτοµή µικρών γεωλογικών θαυµάτων).

  • Oμιλία Μαρίας Ζαρίφη: Η επιστημονική απομόνωση της Βαϊμάρης και η διέξοδος της Ελλάδας

    Oμιλία Μαρίας Ζαρίφη: Η επιστημονική απομόνωση της Βαϊμάρης και η διέξοδος της Ελλάδας

    Στα πλαίσια του ανοικτού αφιερωματικού κύκλου “Επιστήμη & Τεχνολογία στην εποχή της Βαϊμάρης” το InScience.gr  σας παρουσιάζει την ομιλία της Μαρίας Ζαρίφη με θέμα:

    Η επιστημονική απομόνωση της Βαϊμάρης και η διέξοδος της Ελλάδας.

    Περίληψη:

    Μετά το τέλος του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου και την υπογραφή της Συνθήκης των Βερσαλλιών η ηττημένη Γερμανία, που για πρώτη φορά πλέον γίνεται δημοκρατία με ιδρυτική πράξη στην πόλη της Βαϊμάρης, απομονώνεται διεθνώς από όλους τους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων και των επιστημονικών. Ταυτόχρονα χάνει και τη μακρόχρονη επιρροή της στις τοπικές επιστημονικές κοινότητες. Μπροστά σε αυτό το αδιέξοδο, η νεαρή «Δημοκρατία της Βαϊμάρης» αναζητά τρόπους που θα τη βοηθήσουν να ανακτήσει τη χαμένη αίγλη και επιρροή της χώρας.

    Τι ρόλο μπορεί να έπαιξε η Ελλάδα σε αυτή τη νέα πολιτική -και όχι μόνο- αναζήτηση της Γερμανίας; Τι μπορούσε να προσφέρει σε αυτή την επιστημονικά προηγμένη χώρα το μικρό Βαλκανικό κράτος, το οποίο δεν είχε παράδοση στην επιστημονική ή τεχνολογική καινοτομία στη νεότερη ιστορία του, ενώ ήταν μια καθημαγμένη χώρα από τους συνεχείς πολέμους που δεν έληξαν με το τέλος του Μεγάλου Πολέμου;

    Η παρούσα ομιλία παρουσιάζει μια σειρά από άγνωστα ή ελάχιστα γνωστά επιστημονικά γεγονότα που συνέδεσαν την Ελλάδα με τη Δημοκρατία της Βαϊμάρης σε μια δυστοπική περίοδο της ιστορίας και για τις δύο κοινωνίες.Σύντομο Βιογραφικό

    Η Μαρία Ζαρίφη είναι Ιστορικός της Επιστήμης και κάτοχος διδακτορικού διπλώματος στην Ιστορία και τον Πολιτισμό του European University Institute (EUI) της Φλωρεντίας. Έχει διδάξει Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης στο Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο για πολλά χρόνια. Έχει επίσης διδάξει στο Πανεπιστήμιο της Θεσσαλίας και στο University of Regensburg στη Γερμανία ως full-time επισκέπτρια καθηγήτρια. Διετέλεσε ερευνητική συνεργάτης (fellow) στο Institute for Advanced Studies (FRIAS) στο Freiburg i.Br., στο Institute for East and Southeast European Studies (IOS) στο Regensburg, και στο Heidelberg Centre for Transcultural Studies (HCTS), Cluster of Excellence “Asia and Europe in a Global Context”, στη Γερμανία. Τα ενδιαφέροντά της τα τελευταία χρόνια εστιάζουν στην Ιστορία της Ιατρικής και της Δημόσιας Υγείας. Είναι η συγγραφέας του βιβλίου Science, Culture and Politics. Germany’s cultural policy and scientific relations with Greece 1933-1945 (Saarbrücken/Germany, 2010) και μαζί με τους Γ. Βλαχάκη και Β.Χριστίδου έχει συγγράψει το διδακτικό εγχειρίδιο Επιστήμη και Τεχνολογία στη Δημόσια Σφαίρα (Πάτρα, 2022) για το μεταπτυχιακό πρόγραμμα του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου «Επικοινωνία της Επιστήμης». Έχει επίσης δημοσιεύσει κεφάλαια σε συλλογικούς τόμους και άρθρα σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά.

    Κεφάλαια της Oμιλίας

    00:00:27 Εισαγωγή – Χαιρετισμός

    00:04:20 Ομιλία

    00:52:05 Ερωτήσεις

    00:52:29 Ποιο ρόλο διαδραμάτισε η επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος στη διαμόρφωση γεωπολιτικών ανταγωνισμών και συγκρούσεων μετά τη συμφωνία της Βαϊμάρης;

    00:55:34 Πώς επηρέασε η συμφωνία της Βαϊμάρης την έρευνα και την εξέλιξη της πυρηνικής τεχνολογίας και των πυρηνικών όπλων;

    00:56:53 Ποιες ήταν οι επιπτώσεις της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου στην οικονομία και την κοινωνία της Γερμανίας κατά τη δεκαετία μετά τη συμφωνία της Βαϊμάρης;

    00:59:48 Από τον ερχομό των Γερμανών επιστημόνων στην Ελλάδα υπάρχουν ενδείξεις αν ωφελήθηκε σε κάτι η ελληνική επιστημονική κοινότητα;

    01:04:19 Στα χρόνια της Βαϊμάρης εμφανίζεται μια επιθετική στάση έναντι της επιστήμης μέσα στην Γερμανία. Θα θέλατε να το σχολιάσετε;Βρείτε εδώ περισσότερο υλικό σχετικό με τον αφιερωματικό κύκλο

  • Ομιλία Χάρη Βάρβογλη “Αστρολογία: μύθοι και πραγματικότητα”

    Ομιλία Χάρη Βάρβογλη “Αστρολογία: μύθοι και πραγματικότητα”

    To InScience σας παρουσιάζει την ομιλία του κ. Χάρη Βάρβογλη, Ομότιμου Καθηγητή Αστροφυσικής και Μηχανικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης

    Αστρολογία: μύθοι και πραγματικότητα

    Οι αστρολόγοι λένε ότι βασίζονται στη σοφία των Βαβυλωνίων και των Χαλδαίων, ότι βασίζονται σε επιστημονικές θεωρίες και ότι έχει αποδειχθεί στατιστικά η αξία των ωροσκοπίων. Στην ομιλία του ο Χάρης Βάρβογλης θα μας δείξει ότι δεν αληθεύει κανένας από τους παραπάνω τρεις ισχυρισμούς.

    Σύντομο Βιογραφικό

    Ο Χάρης Βάρβογλης είναι ομότιμος καθηγητής αστροφυσικής και μηχανικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Ερευνητικά έχει ασχοληθεί με τη δυναμική του ηλιακού συστήματος και την αλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικών και βαρυτικών κυμάτων. Έχει γράψει 5 επιστημονικά βιβλία και εκατοντάδες επιστημονικά άρθρα, ανάμεσα στα οποία και άρθρα εκλαΐκευσης, τα περισσότερα εκ των οποίων στο ΒΗΜΑ και στη ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ. Στο πρόσφατο βιβλίο του “Η αστρονομία στην καθημερινή ζωή” καθώς και στο ομαδικό σύγγραμμα “Ψευδοεπιστήμες και θεωρίες συνωμοσίας” έχει ασχοληθεί με την κατάρριψη των θέσεων της αστρολογίας.

    Κεφάλαια της Ομιλίας

    00:00:17 Εισαγωγή – Χαιρετισμός

    00:01:50 Ομιλία

    00:40:55 Ερωτήσεις:

    00:40:57 Μέσα από την ομιλία σας είδαμε ότι πράγματι μπορούν να καταρριφθούν πλέον εύκολα οι θέσεις της αστρολογίας. Ωστόσο μας προκαλεί έναν προβληματισμό γιατί τυγχάνει τόσο ευρείας αποδοχής. Έχει να κάνει με το γεγονός ότι αυτές οι απόψεις δεν είναι διαδεδομένες, δηλαδή δεν έχουν φτάσει ακόμα στην κατάρριψη των θέσεων της αστρολογίας; Έχει να κάνει με το γεγονός ότι οι επιστήμες δεν είναι τόσο ευρεώς διαδεδομένες, άρα οι θέσεις της αστρολογίας αντικαθιστούν αυτό που θα έπρεπε να παρέχει η επιστήμη, δηλαδή την δυνατότητα της πρόβλεψης, όπως και να λειτουργήσει ως ένα εργαλείο να εξηγήσει τον κόσμο αντικειμενικά;

    00:45:46 Εχουν κάνει οι αστρολόγοι κάποια προσπάθεια να “απαντήσουν” στα επιχειρήματα της επιστημονικής κοινότητας;

    00:48:02 Συνεχίζονται μέχρι και σήμερα έρευνες που έχουν σκοπό να συνεχίσουν να αποδεικνύουν την τυχαιότητα των αστρολογικών προβλέψεων. Ή έχει, τουλάχιστον στους ακαδημαϊκους χώρους, καταλαγιάσει το ενδιαφέρον πάνω στο ερώτημα;

    00:50:20 Εφαπτόμενο στο θέμα ερώτημα. Βλέπουμε πως διαφορετικοί πολιτισμοί έχουν δει στους αστερισμούς μορφές οι οποίες είναι παρεμφερείς. Όπως ας πούμε οι Αυτόχθονες της Αμερικής είδαν στον αστερισμό του Ωρίωνα έναν κυνηγό. Υπάρχουν θεωρίες για το πώς τυγχάνουν διαφορετικοί πολιτισμοί να βλέπουν παρόμοιες μορφές;

    00:52:40 Υπάρχει περίπτωση οι μεταβολές του μαγνητικού πεδίου της Γης να έχουν περιοδικό χαρακτήρα και να επηρεάζουν βιοχημικές αντιδράσεις κατά τη γέννηση των ανθρώπων και κατά συνέπεια τον χαρακτήρα τους;

    00:54:49 Είναι ασφαλής υπόθεση να πούμε ότι για χιλιάδες χρόνια Αστρολογία και Αστρονομία ήταν σχεδόν αδιαχώριστες η μία από την άλλη. Πότε έγινε ο διαχωρισμός της επιστήμης της Αστρονομία από την Αστρολογία; Υπήρξε κάποιο συγκεκριμένο συμβάν το οποίο αποτέλεσε το έναυσμα για τον διαχωρισμό;

  • TA ΘΕΜΕΛΙΑ ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

    TA ΘΕΜΕΛΙΑ ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

    ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΡΟΠΗ
    Steven Weinberg

    ISBN: 978-618-5289-85-0
    Διαστάσεις: 17 Χ 23
    Αριθμός σελίδων: 386
    Τιμή: 25€ + 6% ΦΠΑ

    Έτος έκδοσης: 2023Εκτός από την πρωτοποριακή έρευνά του, ο βραβευμένος με Νόμπελ Steven Weinberg είναι γνωστός για μια σειρά κειμένων που χαίρουν ιδιαίτερης αναγνώρισης πάνω σε διάφορες πτυχές της φυσικής, τα οποία συνδυάζουν εξαιρετική φυσική διορατικότητα με το χάρισμα της σαφούς παρουσίασης.
    Περιγράφοντας τα θεμέλια της σύγχρονης φυσικής στο ιστορικό τους πλαίσιο και με κάποιες καινούριες αποδείξεις, ο Weinberg παρουσιάζει θέματα που κυμαίνονται από τις πρώτες εφαρμογές της ατομικής θεωρίας μέχρι τη θερμοδυναμική, τη στατιστική μηχανική, τη θεωρία μεταφοράς, την ειδική σχετικότητα, την κβαντομηχανική, την πυρηνική φυσική και την κβαντική θεωρία πεδίου. Ο τόμος αυτός παρέχει τη βάση για προχωρημένα προπτυχιακά και μεταπτυχιακά μαθήματα φυσικής, καθώς και μια εύχρηστη εισαγωγή σε πτυχές της σύγχρονης φυσικής για ενεργούς επιστήμονες.Ο Steven Weinberg ήταν μέλος του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Austin. Έχει τιμηθεί με αναρίθμητα βραβεία, που συμπεριλαμβάνουν το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής, το Εθνικό Μετάλλιο Επιστήμης, το Βραβείο Heinmann Μαθηματικής Φυσικής, και πολύ πρόσφατα ένα Ειδικό Βραβείο για Επανάσταση στη Θεμελιώδη Φυσική. Ήταν μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, της Βασιλικής Εταιρείας του Ηνωμένου Βασιλείου, και άλλων ακαδημιών στις ΗΠΑ και διεθνώς. Η Αμερικανική Φιλοσοφική Εταιρεία του απένειμε το μετάλλιο Benjamin Franklin, με μια αναφορά που έλεγε ότι «θεωρείται από πολλούς ο σημαντικότερος θεωρητικός φυσικός στον κόσμο». Έχει γράψει αρκετά βιβλία που χαίρουν τεράστιας εκτίμησης,ανάμεσα στα οποία Gravitation and Cosmology, το τρίτομο έργο The Quantum Theory of Fields, Cosmology, Lectures on Quantum Mechanics, και Lectures on Astrophysics.

  • ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ, Η ΝΕΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΓΝΩΣΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ: Ή η αντικατάσταση (;) της ψυχολογίας από την τεχνητή νοημοσύνη

    ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ, Η ΝΕΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΓΝΩΣΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ: Ή η αντικατάσταση (;) της ψυχολογίας από την τεχνητή νοημοσύνη

    Γιώργος Βασιλείου / Συλλέγοντας το απόσταγμα ( πεμπτουσία) της ζωής / Λάδι σε καμβά 130 x 100 cmΠΕΡΙΛΗΨΗ

    Τα επιτεύγματα της τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ) εγείρουν πλήθος συζητήσεων οι οποίες πλέον αποκτούν διεπιστημονικό χαρακτήρα. Αυτό είναι ενδεικτικό του ρόλου και της επίδρασης της χρήσης συστημάτων ΤΝ στην κοινωνική πραγματικότητα. Παράλληλα όμως οι συζητήσεις αυτές συχνά έχουν ασταθείς βάσεις μη λαμβάνοντας υπόψη τι ακριβώς συμβαίνει σε επίπεδο παραγωγής και εφαρμογής των τεχνολογιών αυτών. Στην ίδια κατεύθυνση απουσιάζει μια κατανόηση της ιστορικής διαμόρφωσης του πεδίου. Μια τέτοια σημαντική διάσταση που σπανίως εξετάζεται ενδελεχώς είναι ο ρόλος της ψυχολογίας στη διαμόρφωση της ΤΝ. Στο παρόν άρθρο θα παρουσιάσουμε μια πλευρά της αλληλεπίδρασης ψυχολογίας-ΤΝ και τις επιπτώσεις στο πεδίο της ψυχολογίας.ΓΙΑΤΙ ΨΥΧΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ;

    Η ψυχολογία, όπως και άλλες κοινωνικές επιστήμες, συγκροτείται ως αυτόνομη επιστήμη τον 19ο αιώνα. H ψυχολογία ως επιστημονικό πεδίο παρουσιάζει μια ιδιαιτερότητα, η οποία έγκειται σε δύο χαρακτηριστικά. Πρώτον αυτός ο κλάδος εστιάζεται στην έρευνα  της ενδότερης ψυχικής ζωής του νεωτερικού υποκειμένου, της ιδιωτικής, υποκειμενικής του εμπειρίας. Δεύτερον ο εν λόγω κλάδος  εντοπίζεται στο μεταίχμιο κοινωνικών και φυσικών επιστημών, καθώς η μελέτη αφορά τόσο το κοινωνικό υποκείμενο όσο και το βιολογικό υπόβαθρο των χαρακτηριστικών που αποδίδονται σε αυτό. Χαρακτηριστικό της ψυχολογίας ως επιστημονικού κλάδου είναι ότι δεν αποτελεί ένα ομοιογενές πεδίο. Ήδη από τον 19ο αιώνα εμφανίζονται διαφορετικές ψυχολογικές θεωρίες με διαφορετικές –και συχνά αντικρουόμενες– φιλοσοφικές παραδοχές, οι οποίες επηρεάζουν και την ταξινόμηση της ψυχολογίας ως φυσικής ή κοινωνικής επιστήμης. Αυτή η ιδιοτυπία της ψυχολογίας ως προς τη φύση και τη μέθοδο εξήγησης των νοητικών φαινομένων είναι συνυφασμένη με την εδραίωσή της ως επιστήμης τον 20ό αιώνα. Πολλές/-οι ιστορικοί της ψυχολογίας καθώς και επιστήμονες του πεδίου μιλούν για την κρίση της ψυχολογίας ως κάτι που εμφανίζεται ταυτόχρονα με τη γέννηση του πεδίου (Mülberger & Sturm, 2012).

    Στον 20ό αιώνα η κρίση της ψυχολογίας καθώς και οι τρόποι επίλυσης των θεωρητικών και μεθοδολογικών ζητημάτων που πηγάζουν από αυτήν απέκτησαν νέο χαρακτήρα με την εμφάνιση των εννοιών της πληροφορίας και του υπολογισμού. Σε αυτή τη διεργασία καταλυτική ήταν η εδραίωση της κυβερνητικής (cybernetics) μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Η κυβερνητική ενέταξε στον εννοιολογικό της εξοπλισμό τις έννοιες της πληροφορίας και του υπολογισμού και επεκτάθηκε στη μελέτη κάθε φαινομένου (κοινωνικού και φυσικού) βάσει της παραδοχής πως όλα τα φαινόμενα διέπονται από τις ίδιες αρχές του ελέγχου και της επικοινωνίας (Wiener, 1948). Η κυβερνητική προώθησε τη γνωσιακή επανάσταση στα μέσα του 20ού αιώνα που μετασχημάτισε θεμελιωδώς πλήθος επιστημονικών πεδίων (ψυχολογία, γλωσσολογία, κοινωνιολογία κ.α.) και οδήγησε στην εμφάνιση νέων (τεχνητή νοημοσύνη, νευροεπιστήμες, γνωσιακή επιστήμη κ.α.).Ως γνωσιακή επανάσταση αναφέρεται η θεωρητική στροφή που υιοθέτησε το μοντέλο του νου ως μηχανής επεξεργασίας πληροφοριών και επηρέασε πλήθος επιστημονικών πεδίων. Η ανάπτυξη της θεωρίας της πληροφορίας και του ψηφιακού ηλεκτρονικού υπολογιστή τις δεκαετίες 1940-1950 που προηγήθηκαν της γνωσιακής επανάστασης ήταν κομβική για την προώθηση της τελευταίας. Η γνωστική ψυχολογία αναδύθηκε την ίδια περίοδο ως αποτέλεσμα της γνωσιακής επανάστασης και μελετούσε τον νου ως μηχανή επεξεργασίας πληροφοριών. Γι’ αυτό και την πρώτη περίοδο αναφερόταν ως ψυχολογία της επεξεργασίας πληροφοριών. Το παράδειγμα της θεωρίας της πληροφορίας παρέμεινε κομβικό για την γνωστική ψυχολογία, αλλά στην πορεία εμφανίστηκαν διάφορα μοντέλα στην προσπάθεια να εξηγηθούν οι γνωστικές λειτουργίες βάσει του παραλληλισμού νου-υπολογιστή.Η επίδραση της κυβερνητικής στα διάφορα επιστημονικά πεδία αποτελεί το πλαίσιο εντός του οποίου διαδόθηκε η μεταφορά ανθρώπου-μηχανής και συγκεκριμένα η μεταφορά του εγκεφάλου/νου ως υπολογιστή. Στο παρόν άρθρο θα εξετάσουμε τον ρόλο που διαδραμάτισε η ψυχολογία κατά τη διαμόρφωση του πεδίου της τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ) και τις επιδράσεις της ανάπτυξης της τελευταίας στην ψυχολογία, ούτως ώστε να εξεταστεί η μεταξύ τους σχέση στην διαδικασία εκμηχάνισης των νοητικών διαδικασιών. Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι στο παρόν άρθρο εξετάζεται η ιστορική διαμόρφωση του πεδίου της ΤΝ. Αυτό σημαίνει ότι οι παγιωμένες θέσεις που εμφανίζονται στο πεδίο σήμερα δεν είχαν τέτοιον χαρακτήρα κατά τις πρώτες τρεις δεκαετίες που θα εξετάσουμε. Αυτό ακριβώς είναι το πλαίσιο εντός του οποίου εξετάζεται ο ρόλος της ψυχολογίας: η αλληλεπίδραση των πεδίων και η διαδικασία οριοθέτησης του νέο-αναδυόμενου πεδίου της ΤΝ με επίκεντρο το επίδικο ζήτημα της μελέτης και εξήγησης των νοητικών διαδικασιών ως μέρος της διαδικασίας εκμηχάνισής τους.Ως εκμηχάνιση των νοητικών διαδικασιών αναφέρεται η διαδικασία κατά την οποία πλευρές της ανθρώπινης γνωστικής ικανότητας (cognition) μεταφέρονται σε μηχανικές συναρμογές. Τέτοιες πλευρές είναι, για παράδειγμα, η επίλυση προβλημάτων, η λήψη αποφάσεων, η ταξινόμηση δεδομένων κ.ο.κ. Προκειμένου να επιτευχθεί η εκμηχάνιση των νοητικών διαδικασιών προηγουμένως απαιτείται η μοντελοποίησή τους με συγκεκριμένο τρόπο: η ανάδειξη ομοιοτήτων στη λειτουργία του νου/εγκεφάλου με τον ψηφιακό ηλεκτρονικό υπολογιστή ως η μηχανική συναρμογή που εκτελεί εργασίες αντίστοιχες με αυτές του νου/εγκεφάλου. Τέτοιου είδους μοντέλα αναπτύχθηκαν, μεταξύ άλλων, από την ΤΝ και τη γνωστική ψυχολογία.ΜΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΗΤΗΣ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗΣ

    Η εποχή της ΤΝ αναδύθηκε ως η σύνδεση του υπολογισμού και της γνωστικής ικανότητας (cognition). Πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις μπορούν να αξιοποιηθούν στη συζήτηση της μεταξύ τους σχέσης. Για παράδειγμα, η φιλοσοφία του νου –και εν μέρει η γνωσιακή επιστήμη– θέτει το πλαίσιο συζήτησης προσεγγίζοντας ή ορίζοντας τις δύο έννοιες και εστιάζοντας στις ομοιότητες και τις διαφορές τους, συνήθως με αφηρημένο τρόπο (βλ. για παράδειγμα Chalmers, 1995· Churchland & Churchland, 1990· Putnam, 1960). Στο παρόν άρθρο φιλοδοξούμε να αποφύγουμε τη συνήθη αντίληψη ότι οι έννοιες αυτές είναι σταθερές. Για τον λόγο αυτό η ανάλυση κατευθύνεται από τα παρακάτω ερωτήματα: Πώς κατέληξαν οι έννοιες του υπολογισμού και της γνωστικής ικανότητας να αποτελούν το αντικείμενο της ΤΝ; Ποιες ήταν οι φιλοδοξίες της ΤΝ; Ποιος είναι ο ρόλος της ψυχολογίας σε αυτές τις διαδικασίες;

    Όταν συζητά κανείς για την ΤΝ διάφοροι περιορισμοί προκύπτουν κυρίως λόγω του μεγέθους των εξελίξεων στο πεδίο καθώς και του εύρους των εφαρμογών: αναγνώριση προτύπων, σημασιολογική αναπαράσταση (semantic representation), ευρετικά προγράμματα (heuristic programs), επεξεργασία φυσικής γλώσσας (natural language processing), έμπειρα συστήματα (expert systems), ρομπότ, μηχανική μάθηση (machine learning) κ.λπ. Στην προσπάθειά μας να προσεγγίσουμε τα προαναφερθέντα ερωτήματα θα επικεντρωθούμε στις θεωρητικές εξελίξεις του πεδίου. Η επιλογή αυτή δικαιολογείται από τις πρώιμες εξελίξεις στην ΤΝ, οι οποίες βασίζονται κυρίως στο έργο των Allen Newell και Herbert Simon –δηλαδή στη δημιουργία του θεωρητικού πλαισίου που άνοιξε τον δρόμο για το κίνημα που είχε ήδη ξεκινήσει με την κυβερνητική– καθώς και από την κυρίαρχη αφήγηση της ιστορίας της ΤΝ. Η εστίαση στις θεωρητικές εξελίξεις δικαιολογείται περαιτέρω από τη θεματική του άρθρου, δηλαδή την εξέταση του ανθρώπου ως μηχανή, του εγκεφάλου ως υπολογιστή και του αντίκτυπου αυτής της προοπτικής στην ψυχολογία. Αν και η σύνδεση της λειτουργίας ανθρώπου-υπολογιστή/μηχανής ήταν διαδεδομένη πριν από την έλευση της ΤΝ, μόνο μέσω της ΤΝ αυτή η μεταφορά κατέστη το καθολικό πρίσμα μέσα από το οποίο εξετάζεται η διανοητική ζωή του υποκειμένου. Η ΤΝ μετέτρεψε την προσέγγιση αυτή σε επιστημονική θεωρία.

    Ένα από τα ζητήματα που προκύπτουν κατά την αξιολόγηση των παρελθοντικών επιτευγμάτων της ΤΝ και την εξέταση της ιστορικής της διαμόρφωσης είναι η δυσκολία κατηγοριοποίησης των διάφορων  θεωρητικών και πρακτικών εξελίξεων· να διαχωριστεί δηλαδή η θεωρία από την πράξη στην αποτίμηση της συνολικής εξέλιξης του πεδίου. Παρ’ όλα αυτά, η σύγκρουση μεταξύ αυτών που προσδιορίζονταν ως neats (καθαροί, τακτοποιημένοι) και scruffies (ατημέλητοι) ήταν κάτι που χαρακτήριζε το πεδίο και δύναται να υποδείξει έναν τρόπο εξέτασης της ιστορικής της διαμόρφωσης. Οι scruffies ασχολούνταν με τα συστήματα που αποτελούνται από ένα σύνολο από ρουτίνες οι οποίες προέκυπταν πειραματικά και σχεδιάζονταν για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων, ενώ οι neats ασχολούνταν με τα προγράμματα που βασίζονται σε θεωρητικά θεμελιωμένες αρχές (Nilsson, 2010). Πολλά μπορούν να ειπωθούν για τη διάκριση μεταξύ neats και scruffies. Εδώ αρκεί να τονιστεί ότι η διάκριση παρουσιάζει μια μεθοδολογική διάσταση. Οι πρώτες τρεις δεκαετίες της εδραίωσης της ΤΝ χαρακτηρίστηκαν από άφθονη χρηματοδότηση, κυρίως από στρατιωτικά προγράμματα, όμως αρκετά σύντομα υπήρξε αυτό που χαρακτηρίζεται ως «χειμώνας της ΤΝ», μια περίοδος που χαρακτηρίζεται από επιφύλαξη και απογοήτευση από τις μεγαλεπήβολες υποσχέσεις των προηγούμενων χρόνων (Nilsson, 2010). Αυτή η περίοδος σταματάει στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και η σημαντική ανάπτυξη που γνώρισε το πεδίο αποδίδεται στην υπαγωγή της ΤΝ στην επιστημονική μέθοδο, η οποία μεθοδολογικά συνδέεται με την επικράτηση των neats έναντι των scruffies (Norvig & Russell, 2021). Το γεγονός ότι η ΤΝ απέκτησε status επιστημονικού κλάδου αποδίδεται λοιπόν στο ότι δεν βασίστηκε σε συγκεκριμένα συστήματα που αναπτύχθηκαν, αλλά στη συγκεκριμένη εννοιολογική σύλληψη του αντικειμένου της που επετεύχθη στο θεωρητικό πλαίσιο της ΤΝ. Στον πυρήνα της εννοιολογικής σύλληψης εμφανίζεται με διάφορους τρόπους η διαδικασία εκμηχάνισης των νοητικών διαδικασιών.

    ΔΙΑΜΑΧΕΣ ΕΝΤΟΣ ΚΑΙ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ

    Στις περισσότερες αφηγήσεις για τη διαμόρφωση της ΤΝ ως επιστημονικού κλάδου αναφέρεται ότι εξαρχής υπήρχε μια διαμάχη σχετικά με το καταλληλότερο θεωρητικό μοντέλο που θα έπρεπε να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση πτυχών της ανθρώπινης νόησης. Από τη μία πλευρά, οι Allen Newell, John Shaw και Herbert Simon πρότειναν το πρόγραμμα Logic Theorist, ως μια εξήγηση της παρατηρούμενης συμπεριφοράς «που παρέχεται από ένα πρόγραμμα που αποτελείται από πρωταρχικές (primitive) πληροφοριακές διεργασίες το οποίο παράγει αυτή τη συμπεριφορά» (Newell, Shaw & Simon, 1958: 151). Το πρόγραμμα έμεινε γνωστό ως χαρακτηριστικό παράδειγμα της συμβολικής ΤΝ, θεμελιωμένο στο παράδειγμα της (συμβολικής) επεξεργασίας πληροφοριών. Από την άλλη πλευρά, υπήρχαν θεωρίες όπως το αντίληπτρο (νευρώνας Perceptron) του Rosenblatt (Rosenblatt, 1958), το Pandemonium του Selfridge (Selfridge, 1959) και, αργότερα, το μοντέλο παράλληλης-κατανεμημένης επεξεργασίας (Parallel Distributed Processing or PDP) (McClelland, Rumelhart & The PDP Research Group, 1986), οι οποίες εντάσσονται στο παράδειγμα των νευρωνικών δικτύων. Η ιστορία που διηγούνται όσοι ασχολούνται με την ιστορία της ΤΝ είναι ότι η συμβολική ΤΝ κυριάρχησε μεταξύ 1960-1980, αλλά απέτυχε να ανταποκριθεί στις προσδοκίες και να ξεπεράσει τα θεωρητικά εμπόδια που προέκυψαν μετά από χρόνια εργασίας πάνω σε συστήματα ΤΝ. Στη συνέχεια –ή ως αποτέλεσμα– το μοντέλο παράλληλης-κατανεμημένης επεξεργασίας (PDP) που εμφανίστηκε το 1986 περιγράφεται ως το μοντέλο που ήρθε να σώσει την ΤΝ από το αδιέξοδο (Norvig & Russell, 2021· Nilsson, 2010).

    Βέβαια, όπως είναι ευρέως γνωστό, η θεωρία των νευρωνικών δικτύων που κυριάρχησε στο πεδίο τη δεκαετία του 1980 δεν ήταν καινούργια και προηγείται της θεμελίωσης του πεδίου της ΤΝ. Η θεωρία των νευρωνικών δικτύων εισήχθη για πρώτη φορά το 1943 από τους κυβερνητιστές Warren McCulloch και Walter Pitts. Η εμφάνιση του πεδίου της ΤΝ εντοπίζεται συνήθως στο 1956, όταν έλαβε χώρα το εργαστήριο στο κολλέγιο Dartmouth, στο οποίο συμμετείχαν οι ερευνητές που θα καθόριζαν την πορεία του πεδίου. Στον τίτλο της πρότασης για το ερευνητικό πρόγραμμα εμφανίζεται και η έννοια της ΤΝ (McCarthy et al, 2006). H διαμόρφωση της ΤΝ ως επιστημονικού κλάδου το 1956 στο πλαίσιο του εργαστηρίου στο κολλέγιο Dartmouth περιγράφεται ως μια εργασία οριοθέτησης που ενορχηστρώθηκε κυρίως από τον John McCarthy, ο οποίος ξεκίνησε την ιδέα ενός εργαστηρίου για τη θεωρία του εγκεφάλου και των αυτομάτων (Kline, 2011). Η εργασία οριοθέτησης αφορούσε τη διαφοροποίηση του αντικειμένου της ΤΝ από εκείνο της μελέτης των αυτομάτων (Automata Studies) και της κυβερνητικής. Σημαντικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία παίζουν και τα πανεπιστημιακά και ερευνητικά ιδρύματα που προώθησαν την προσέγγιση που κατέληξε να ονομάζεται συμβολική ΤΝ, αντί της προηγούμενης μεθόδου μοντελοποίησης του εγκεφάλου που βασιζόταν σε μια νευροφυσιολογική προσέγγιση σχετική με την κυβερνητική και τα νευρωνικά δίκτυα (Kline, 2011).

    H εργασίας οριοθέτησης που επιχείρησε η ΤΝ κατά τη διαμόρφωσή της και ο χαρακτήρας της διαφοροποίησής της από την κυβερνητική αποτελούν κομβικά χαρακτηριστικά στην ιστορία του πεδίου. Στη συνέχεια, θα εξετάσουμε τον ρόλο της ψυχολογίας στη θεωρητική σύγκρουση μεταξύ συμβολικής ΤΝ και νευρωνικών δικτύων. Στόχος είναι να εξεταστεί ο ρόλος της ψυχολογίας στη συζήτηση μεταξύ των δύο «παραδειγμάτων» καθώς και η σχέση της ψυχολογίας με το καθένα από τα δύο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο επιχειρείται τελικώς η σκιαγράφηση της σχέση μεταξύ των δύο προσεγγίσεων εντός του πεδίου της ΤΝ.

    ΠΕΡΙ ΤΗΣ ΣΧΕΣΗΣ ΤΕΧΝΗΤΗΣ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ ΚΑΙ ΨΥΧΟΛΟΓΙΑΣ

    Η αναζήτηση της αφετηρίας για μια προκαταρκτική εξέταση του ρόλου της ψυχολογίας στην ανάπτυξη του πεδίου της ΤΝ δεν είναι κάτι δεδομένο ή τετριμμένο. Από τη μία πλευρά, όσον αφορά τη συμβολική ΤΝ, οι Newell, Shaw και Simon ισχυρίστηκαν ότι το Logic Theorist –το εργαλείο που ενίσχυσε τα θεμέλια της ΤΝ– ήταν στην πραγματικότητα μια θεωρία περί της γνωστικής ικανότητας και όχι απλώς ένα προσχέδιο ενός γενικού λύτη προβλημάτων. Η φιλοδοξία ότι το πρόγραμμα είναι μια θεωρία που εξηγεί τη λειτουργία του νου βασιζόταν στην δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς του οργανισμού προϋποθέτοντας ομοιότητες μεταξύ του οργανισμού και του προγράμματος στη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων (Newell et al, 1958). Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ταύτισης του επιφαινόμενου της συμπεριφοράς –δηλαδή αυτού που εμπειρικά προσλαμβάνεται– με τη δομή που διέπει την εκάστοτε συμπεριφορά. Η υιοθέτησης μιας τέτοιου είδους εμπειρικής προσέγγισης φαίνεται ότι ήταν προϋπόθεση για την κυριαρχία της ΤΝ έναντι της ψυχολογίας. Ο στόχος των συγγραφέων να αναγνωριστεί το πρόγραμμα ως μια θεωρία περί της γνωστικής ικανότητας καθίσταται φανερός στο τέλος του άρθρου τους και συνδέεται με αυτό που οι ίδιοι αναγνωρίζουν ως την προβληματική φύση της ψυχολογίας. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρουν, «οι αοριστίες που ταλαιπώρησαν τη θεωρία των ανώτερων νοητικών διεργασιών και άλλα μέρη της ψυχολογίας εξαφανίζονται όταν τα φαινόμενα περιγράφονται ως προγράμματα» (Newell et al, 1958: 166). Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο πεδίων: η ψυχολογία διαγιγνώσκεται ως ανεπαρκής να εξηγήσει τα φαινόμενα που μελετά (το οποίο έχει σχετιστεί και με την κρίση στο πεδίο που αναφέρθηκε στην αρχή) και ένα πεδίο με διαφορετικό αντικείμενο και διαφορετικά θεωρητικά εργαλεία αναλαμβάνει να καλύψει τις ανεπάρκειες της ψυχολογίας. Για τον ίδιο λόγο, οι μεταγενέστερες εργασίες των Newell και Simon δεν βασίστηκαν σε μια εξιδανικευμένη αντίληψη της επίλυσης προβλημάτων. Αντίθετα, επικεντρώθηκαν σε πειράματα με ανθρώπινα υποκείμενα για να εξετάσουν τον συγκεκριμένο τρόπο επίλυσης προβλημάτων στον άνθρωπο (Newell & Simon, 1972).

    Από την άλλη πλευρά, όσον αφορά τη θεωρία των νευρωνικών δικτύων, αυτή δεν επηρεάζεται απλώς από τις ψυχολογικές προσεγγίσεις των νοητικών λειτουργιών. Oι πιο γνωστές εξελίξεις στην ιστορία της ΤΝ όσον αφορά τα νευρωνικά δίκτυα εκπονήθηκαν από ψυχολόγους (Warren McCulloch, Frank Rosenblatt, David McClelland, David Rumelhart). Ένα κοινό χαρακτηριστικό ήδη από την πρώτη εμφάνιση της θεωρίας των νευρωνικών δικτύων από τους McCulloch και Pitts είναι ο ρόλος της στην επίλυση των θεωρητικών προβλημάτων της ψυχολογίας. Έτσι οι συγγραφείς επιχείρησαν την αναγωγή του συνόλου της ψυχικής και νοητικής λειτουργίας στη νευρωνική δραστηριότητα και στη συνέχεια την αναπαράσταση της νευρωνικής δραστηριότητας μέσω της λογικής (στη θεωρία των νευρωνικών δικτύων). Η προαναφερθείσα διαδικασία θεωρείται ότι μας επιτρέπει να γνωρίσουμε τον νου αφαιρώντας τα μυστικιστικά χαρακτηριστικά που παρέμειναν κατά την ψυχολογική έρευνα. Έτσι η φυσιολογία και η λογική αναπαράσταση αποτελούν τη βάση για την κατανόηση των ψυχονοητικών φαινομένων ή όπως γλαφυρά αναφέρουν οι McCulloch και Pitts (McCulloch & Pitts, 1943: 132) «ο νους» πλέον δεν κινείται «σαν φάντασμα, περισσότερο ακόμη κι από ένα φάντασμα». Δεν είναι άτοπο, λοιπόν, να θέσουμε ερωτήματα για τον ρόλο της ψυχολογίας στη διαμόρφωση της ΤΝ: Ήταν ο ρόλος της ψυχολογίας καθοριστικός; Ποιες ψυχολογικές προσεγγίσεις χρησιμοποιήθηκαν στη διαμόρφωση των θεωριών της ΤΝ; Γιατί επιλέχθηκαν οι συγκεκριμένες ψυχολογικές προσεγγίσεις έναντι άλλων;

    Παρότι διαισθητικά μπορεί να πιστεύουμε ότι υπάρχουν πολλά κοινά σημεία μεταξύ της ΤΝ και της ψυχολογίας, οι συγκεκριμένες συγκλίσεις και αποκλίσεις δεν έχουν προσδιοριστεί επαρκώς, μέσω δηλαδή της εξέτασης της ιστορικής διαμόρφωσής τους κατά τη διάρκεια των εξελίξεων της ΤΝ. Ιδιαίτερα όταν πρόκειται για την αξιολόγηση του έργου της ΤΝ στο σύνολό του, τη σχέση μεταξύ υπολογισμού και γνωστικής ικανότητας, τη δυνατότητα μοντελοποίησης του ανθρώπινου εγκεφάλου από συστήματα ΤΝ, τίθεται το ερώτημα: ποια είναι άραγε η αφετηρία για την εξέταση των προαναφερθεισών εννοιών από την ΤΝ και τη σχέση τους με την ψυχολογία; Το ζήτημα περιπλέκεται ακόμη περισσότερο αν τις εξετάσουμε από την οπτική γωνία της σύγκρουσης μεταξύ της συμβολικής ΤΝ και των νευρωνικών δικτύων.

    Στην πρόταση του εργαστηρίου που έλαβε χώρα στο κολλέγιο Dartmouth, όπου και τοποθετείται η θεμελίωση του πεδίου, η μελέτη του αντικειμένου της ΤΝ βασίζεται στην υπόθεση ότι «κάθε πτυχή της μάθησης ή οποιοδήποτε άλλο χαρακτηριστικό της νοημοσύνης μπορεί κατ’ αρχήν να προβλεφθεί με τόση ακρίβεια ώστε να μπορεί να την προσομοιώσει μια μηχανή» (McCarthy et al, 2006: 12). Ίσως να θεωρείται τετριμμένο, όμως οφείλουμε να εστιάσουμε στο γεγονός ότι σε αυτόν τον πρώτο ορισμό της ΤΝ κυριαρχεί η έννοια της εκμηχάνισης πτυχών της ανθρώπινης δραστηριότητας, της γνωστικής ικανότητας, της νοημοσύνης κ.λ.π. Η έννοια της εκμηχάνισης βρίσκεται στο επίκεντρο της ΤΝ μέσω της διαδικασίας σαφή ορισμού πλευρών της νοημοσύνης με απώτερο στόχο τον σχεδιασμό μηχανών που προσομοιώνουν πτυχές της ανθρώπινης συμπεριφοράς και γνωστικής ικανότητας. Θα προσπαθήσουμε λοιπόν να δείξουμε ότι η μελέτη και η θεωρητική σύλληψη της ανθρώπινης δραστηριότητας καθώς και η διαδικασία σχεδιασμού θεωριών για την κατασκευή μηχανών που προσομοιώνουν στον άνθρωπο, αφ’ ης στιγμής εμφάνισης της ΤΝ, είναι αλληλένδετες με τη διαδικασία εκμηχάνισης πτυχών της ανθρώπινης δραστηριότητας.

    Σε αυτό το πλαίσιο τίθεται ένα ερώτημα αναφορικά με τον χαρακτήρα της σχέσης ψυχολογίας-ΤΝ. Ποιο πεδίο ήταν κυρίαρχο σε αυτή την αλληλεπίδρασή που είχε στον πυρήνα της τη διαδικασία εκμηχάνισης πλευρών της γνωστικής ικανότητας; Ήταν η ψυχολογία με εργαλείο της επιστημονικές θεωρίες της για την ανθρώπινη γνωστική ικανότητα ή η ΤΝ με τα νέο-εισηγηθέντα θεωρητικά μοντέλα;

    ΜΙΑ ΝΕΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΗΤΗΣ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗΣ

    Στη σχετική βιβλιογραφία, η σύγκρουση μεταξύ συμβολικής ΤΝ και νευρωνικών δικτύων συνήθως θεωρείται δεδομένη. Εξετάζοντας όμως την ιστορία της ΤΝ και τα διάφορα συστήματα που αναπτύχθηκαν, είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί ότι η σύγκρουση μεταξύ διαφορετικών παραδειγμάτων ήταν κυρίαρχο φαινόμενο. Αυτό δυσκολεύει ακόμη περισσότερο την ανάλυση του ρόλου που διαδραμάτισε η ψυχολογία στη διαμόρφωση και εδραίωση της ΤΝ. Έτσι από την οπτική της ψυχολογίας, η αναλυτική κατηγορία της σύγκρουσης μεταξύ δύο παραδειγμάτων που το ένα επικράτησε έναντι του άλλου μπορεί να μην είναι η καταλληλότερη προσέγγιση για την κατανόηση της διαδικασίας εκμηχάνισης της ανθρώπινης δραστηριότητας.

    Μια πιο διαφωτιστική προσέγγιση για την αξιολόγηση του έργου που επιτελείται στην ΤΝ μπορεί να βασιστεί στην ιδέα μιας προοδευτικά ριζοσπαστικότερης εκμηχάνισης της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αυτή η ριζοσπαστικοποίηση θεμελιώνεται με την εμφάνιση της συμβολικής ΤΝ τη δεκαετία του 1950 και κορυφώνεται με την επικράτηση της θεωρίας των νευρωνικών δικτύων μετά το 1980. Η κορύφωση της ριζοσπαστικοποίησης συνοδεύεται από την σκληροπυρηνικά υλιστική θέση σύμφωνα με την οποία πλευρές της διανοητικής ζωής ανάγονται στη νευρική δραστηριότητα του εγκεφάλου –και όχι στην αφηρημένη επεξεργασία συμβόλων που εξετάζεται από τη συμβολική ΤΝ.

    Η ιδέα της ριζοσπαστικοποίησης και της γενίκευσης των αποτελεσμάτων της ΤΝ μέσω της θεωρίας των νευρωνικών δικτύων γίνεται σαφέστερη αν εξετάσουμε τις διάφορες θεωρητικές προσεγγίσεις που περιλαμβάνουν τα δύο θεμελιώδη θεωρητικά μοντέλα. Στην περίπτωση της συμβολικής ΤΝ, στο επίκεντρο βρίσκεται η επεξεργασία συμβόλων και το ίδιο συμβαίνει με την προέκταση των επιστημολογικών παραδοχών της συμβολικής ΤΝ σε άλλα πεδία, όπως π.χ. στην ψυχολογία (με την εμφάνιση της ψυχολογία της επεξεργασίας πληροφοριών) και στη γνωσιακή επιστήμη (με την εμφάνιση της υπολογιστικής-αναπαραστατικής θεωρίας του νου) (Lachman et al, 1979· Thagard, 2005). Στην περίπτωση των νευρωνικών δικτύων στο επίκεντρο βρίσκεται ο τρόπος που συνδέονται και επικοινωνούν οι νευρώνες μεταξύ τους, ενώ οι επιστημολογικές προεκτάσεις της θεωρίας σχετίζονται με την ανάδυση ενός νέου συνδετισμού (connectionism). Όμως το παράδειγμα του νέου συνδετισμού εμφανίζεται στο πεδίο της γνωσιακής επιστήμης, συγκεκριμένα στη διασταύρωση των νευροεπιστημών και της ΤΝ, όπου η υπολογιστική δραστηριότητα του εγκεφάλου καθίσταται πλέον ερευνητικό αντικείμενο (Schwartz, 1988). Η κεντρική ιδέα εδώ είναι η μετατόπιση της έρευνας από τον νου στον εγκέφαλο και η αναγωγιστική υλιστική θέση που συνοδεύει αυτή τη μετάβαση αποκτά καθοριστική σημασία. Όπως εξηγεί ο γνωστικός ψυχολόγος Neisser (Neisser, 2014), παραδοσιακά η γνωστική ψυχολογία δεν επικεντρώθηκε στις νευροφυσιολογικές πτυχές της γνωστικής ικανότητας. Κατά συνέπεια η ριζοσπαστικοποίηση που επιτελείται από την εμφάνιση και κυριαρχία της θεωρίας των νευρωνικών δικτύων μπορεί να γίνει πλήρως αντιληπτή μόνο αν ληφθεί υπόψη ο εξοβελισμός της ψυχολογίας από τη συζήτηση για την εκμηχάνιση της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αν στην πρώτη περίοδο της ΤΝ, όταν κυριαρχούσε η συμβολική ΤΝ, η ψυχολογία ακολούθησε το παράδειγμα της επεξεργασίας πληροφοριών επιτυγχάνοντας την ίδρυση του υποπεδίου της γνωστικής ψυχολογίας, τίθεται το ερώτημα αναφορικά με τον ρόλο της ψυχολογίας στη δεύτερη περίοδο. Όταν, δηλαδή, η θεωρία των νευρωνικών δικτύων και το μοντέλο παράλληλης-κατανεμημένης επεξεργασίας άνθισαν και κυριάρχησαν, τι είδους αλλαγές επέφερε στην ψυχολογία αυτή η θεωρητική ηγεμονία;Ο συνδετισμός (connectionism) μπορεί να οριστεί ως η υπολογιστική θεωρία των νευρωνικών δικτύων. Ως προσέγγιση εμφανίστηκε στο πλαίσιο της γνωσιακής επιστήμης και αφορά στην εξήγηση της γνωστικής ικανότητας αξιοποιώντας τις ιδιότητες των τεχνητών (τυπικών) νευρωνικών δικτύων, δηλαδή απλοποιημένων μοντέλων του εγκεφάλου.Η υπόθεσή είναι πως ό,τι δεν κατάφεραν οι Newell, Shaw και Simon δηλώνοντας την εκ νέου αντικατάσταση των ψυχολογικών θεωριών από προγράμματα υπολογιστών, το πέτυχαν οι υποστηρικτές του συνδετισμού εξαλείφοντας την έννοια του νου και εμμένοντας στην αναγωγιστική νατουραλιστική θεώρηση της μεθοδολογικής κυριαρχίας του εγκεφάλου στην ανθρώπινη δραστηριότητα. Αυτό δεν είναι άσχετο με το γεγονός ότι οι προσεγγίσεις αυτές διατυπώθηκαν από ψυχολόγους: ψυχολόγους εμπνευσμένους από την κυβερνητική (όπως ο McCulloch), από τη γνωσιακή επανάσταση (όπως ο Rosenblatt) και από τις εξελίξεις στην ΤΝ (όπως οι McClelland και Rumelhart). Θα μπορούσε κανείς να ισχυριστεί ότι αυτό δεν αφορά άμεσα την ψυχολογία· δηλαδή ότι η ψυχολογία ως ένα διακριτό, ετερογενές, επιστημονικό πεδίο δεν μπορεί να επηρεαστεί από αυτές τις εξελίξεις. Όμως η διακήρυξη των McCulloch και Pitt για μια προσέγγιση όπου κάθε ψυχολογικό φαινόμενο θα περιγράφεται στις θεμελιώδεις σχέσεις της προτασιακής λογικής, καθιστώντας το νου λιγότερο πνευματικό (McCulloch & Pitts, 1943), εκπληρώθηκε με την επίδραση του νέου συνδετισμού.

    Ο συνδετισμός υποστηρίχθηκε επίσης από τον εξαλειπτικό υλισμό (eliminative materialism) στο πλαίσιο της θεμελίωσης της γνωσιακής επιστήμης. Σύμφωνα με τον εξαλειπτικό υλισμό, η μελέτη κάθε πτυχής της δραστηριότητας του υποκειμένου μπορεί να αναχθεί εξ ολοκλήρου στη μελέτη της εγκεφαλικής δραστηριότητας και στη συνακόλουθη υπολογιστική θεωρία του εγκεφάλου (Churchland, 1981· Churchland & Sejnowski, 1992). Τούτων δοθέντων η συζήτηση αναφορικά με την κρίση της ψυχολογίας, τον ρόλο της θεωρίας της πληροφορίας στην επίλυση των επιστημολογικών προβλημάτων της ψυχολογίας και τον αντίκτυπο της γνωσιακής επανάστασης αποκτούν μια νέα διάσταση: οι ανώτερες νοητικές λειτουργίες μπορούν να απεκδυθούν του μυστικιστικού τους χαρακτήρα και να μελετηθούν επιστημονικά μόνο εξετάζοντας την υπολογιστική τους φύση. Αυτό συνεπάγεται την αντικατάσταση της ψυχολογίας από την τεχνητή νοημοσύνη, μια κίνηση που διακηρύχθηκε από τους Newell και Simon, McCulloch και Pitts –και επετεύχθη με τον νέο συνδετισμό.

    Υπό το πρίσμα αυτής της ανάλυσης εξηγείται και η απουσία ενός υποπεδίου που να σχετίζεται με τη θεωρία της ΤΝ για τα νευρωνικά δίκτυα στην ψυχολογία. Το παράδειγμα της επεξεργασίας πληροφοριών έδωσε στην ψυχολογία το πολυπόθητο υποπεδίο της γνωστικής ψυχολογίας. Το παράδειγμα των νευρωνικών δικτύων δεν θα μπορούσε να δώσει στην ψυχολογία ένα ξεχωριστό υποπεδίο εξαιτίας της κυριαρχίας του νέου συνδετισμού στην εξέταση των ανώτερων νοητικών λειτουργιών. Στη συνέχεια την έρευνα ανέλαβαν η γνωσιακή επιστήμη, η γνωσιακή νευροεπιστήμη, η τεχνητή νοημοσύνη και άλλα παρόμοια πεδία. Η ψυχολογία –ως διακριτός επιστημονικός κλάδος– δεν συμμετείχε πλέον στη συζήτηση για την εκμηχάνιση της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αυτός μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο, αν και διαισθητικά κατανοούμε τη σχέση μεταξύ ψυχολογίας και ΤΝ, όταν πρόκειται να περιγράψουμε με ακρίβεια τη σχέση τους, τα δάνεια μεταξύ τους, τις διασυνδέσεις τους και την αλληλεπίδρασή τους, σπάνια έχουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα· το μόνο που έχουμε είναι αποσπασματικές πληροφορίες. Έχοντας κατά νου τις δηλώσεις των πρωτοπόρων της ΤΝ –και εκείνες των κυβερνητιστών που επέδρασαν στην εξέλιξη της ΤΝ– σχετικά με τον ανώφελο χαρακτήρα της ψυχολογίας σε μια συζήτηση για τον νου και την ικανότητα των προγραμμάτων και των θεωριών της ΤΝ να εξηγούν και να προβλέπουν τη συμπεριφορά και τη νόηση του υποκειμένου, τι θα μπορούσαμε να πούμε για την τύχη της ψυχολογίας; Το τελευταίο κομμάτι του παζλ συμπληρώνεται από την υπόθεση ότι οι φιλοδοξίες της ΤΝ και ο βαθύτερος στόχος της ήταν να αντικαταστήσει την ψυχολογία. Αλλά αυτή η ιδέα απαιτεί περαιτέρω εξέταση για την αξιολόγηση των δυνατοτήτων μιας τέτοιας αντικατάστασης καθώς και των συνεπειών της.

    ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ (;) ΤΗΣ ΨΥΧΟΛΟΓΙΑΣ

    Η αντικατάσταση της ψυχολογίας από την ΤΝ περιγράφεται έμμεσα στην ανάλυση των βιολόγων Reeke και Edelman στο περιοδικό Daedalus στην ειδική έκδοση για την ΤΝ το 1988. Ήταν μια εποχή που το πεδίο φαινόταν να βρίσκεται σε κρίση, δεδομένου του περιορισμού της χρηματοδότησης (συγκριτικά με ό,τι επικρατούσε μεταξύ 1960-1980) και των θεωρητικών εξελίξεων στα νευρωνικά δίκτυα (Nilsson, 2010). Παρ’ ότι οι συγγραφείς δεν αναφέρουν συγκεκριμένα την αντικατάσταση, διαγιγνώσκουν ορισμένα χαρακτηριστικά της ΤΝ που συνηγορούν υπέρ αυτής. Περιγράφουν πώς τα προβλήματα που προκύπτουν από την εφαρμογή των θεωριών στην ΤΝ αντιμετωπίστηκαν με αυτό που αποκαλούν «κοιτάζοντας πλαγίως της βιολογίας» ή «την προσέγγιση του φυσικού [επιστήμονα] στα νευρωνικά δίκτυα» (Reeke & Edelman, 1988: 144). Αυτή η προτίμηση των επιστημών του τεχνητού έναντι των επιστημών της ζωής κατά τη μοντελοποίηση ενός ζωντανού οργανισμού είναι ένα από τα βασικά σημεία που συμβάλλουν στην υποβάθμιση της ψυχολογίας και ωθούν στην αντικατάστασή της. Επιπλέον, οι Reeke και Edelman εστιάζουν στο άλμα που κάνει η ΤΝ από τα νευρωνικά δίκτυα στη βιολογική τους διάσταση στα νευρωνικά δίκτυα ως συστήματα επεξεργασίας πληροφοριών, η ανάλυση των οποίων μπορεί να είναι χρήσιμη για τη σκιαγράφηση της ιδιαίτερης θεώρησης του ανθρώπου που αναπτύσσει η ΤΝ.

    Λέμε ότι τα συνδετιστικά μοντέλα «κοιτάζουν πλαγίως της βιολογίας» επειδή αντλούν την έμπνευσή τους και μεγάλο μέρος της ορολογίας τους από τα νευρωνικά δίκτυα στους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά δεν είναι μοντέλα νευρωνικών δικτύων (ούτε σκοπεύουν να είναι). Αναζητώντας την απλότητα, οι φυσικοί δεν είναι προετοιμασμένοι να ασχοληθούν με συστήματα των οποίων η θεμελιώδης πτυχή έγκειται στη μεταβλητότητα και όχι στην κανονικότητα. Στην προσπάθεια να βρεθεί κανονικότητα στα βιολογικά συστήματα, έχουν εισαχθεί πολλά χαρακτηριστικά στην προσομοίωσή τους σε συνδετιστικά συστήματα, τα οποία [χαρακτηριστικά] είναι εντελώς αντι-βιολογικά (Reeke & Edelman, 1988: 152).

    Αλλά, ας σκεφτούμε το ερώτημα: Μπορεί η τεχνητή νοημοσύνη να αντικαταστήσει την ψυχολογία; Από τη σκοπιά της τεχνητής νοημοσύνης, φαίνεται ότι η απάντηση είναι θετική. Όλες οι πτυχές της ανθρώπινης δραστηριότητας ανάγονται στην εγκεφαλική δραστηριότητα και με βάση το παράδειγμα του εγκεφάλου-υπολογιστή παράγουμε τη θεωρία των ανώτερων νοητικών λειτουργιών. Αλλά η ιδέα της αντικατάστασης της ψυχολογίας δεν συλλαμβάνει την ψυχολογία ως ένα ετερογενές, «πολυπαραδειγματικό» πεδίο, όπως υποστηρίζουν πολλοί θεωρητικοί (βλ. για παράδειγμα, Drob, 2003· Goertzen, 2008· Staats, 1999· Tolman & Lemery, 1990). Η διατύπωση τέτοιου είδους μεγαλεπήβολων προτάσεων μικρή σχέση έχει με την πραγματικότητα της ποικιλομορφίας της ψυχολογίας και της ιστορίας της.

    Εξετάζοντας την υπόθεση που εκφράζεται στις φιλοδοξίες της ΤΝ να αντικαταστήσει την ψυχολογία, τους πιθανούς τρόπους επίτευξής της και τις συνθήκες που ευνοούν αυτού του είδους την αντικατάσταση, μπορεί να εξεταστεί και η επιρροή της ΤΝ στην εφαρμοσμένη ψυχολογία. Δεδομένου ότι εξέχουσες προσωπικότητες της ΤΝ δήλωσαν ότι με το έργο τους μπορεί να επιτευχθεί η αντικατάσταση της ψυχολογίας ως μελέτη της γνωστικής ικανότητας, καθίσταται σαφές ότι η ψυχολογία αποτελούσε κατεξοχήν το πλαίσιο εντός του οποίου εμφανίζονταν οι απόπειρες κατανόησης της γνωστικής ικανότητας. Όμως, η ψυχολογία δεν θα μπορούσε και δεν θα έπρεπε να νοηθεί μόνο ως θεωρία –πολλώ δε μάλλον ως μία ενιαία θεωρία– των ανώτερων νοητικών λειτουργιών. Η ψυχολογία έχει έναν εφαρμοσμένο χαρακτήρα ο οποίος δεν μπορεί να εξαντληθεί σε εργαστηριακά πειράματα, όπως αυτά που είναι γνωστά από τη γνωστική ψυχολογία ή τον συμπεριφορισμό (πεδία που σχετίζονται περισσότερο με το πεδίο της ΤΝ). Φυσικά, αυτά έχουν συμβάλει πολλαπλώς στο πεδίο· όμως η ψυχολογία είναι επίσης βαθιά συνδεδεμένη με τις εφαρμογές της και την κλινική πρακτική (ψυχοθεραπεία, κλινική ψυχολογία, εφαρμοσμένη εκπαιδευτική ψυχολογία κ.λπ.). Αυτοί οι τομείς που είναι εξαιρετικά σημαντικοί για την ιστορία της ψυχολογίας και τη διαμόρφωση της θεωρίας θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την αξιολόγηση της επίδρασης της ΤΝ. Η σημασία τους έγκειται στο γεγονός ότι από την ψυχανάλυση και την ψυχοθεραπεία μέχρι την κλινική και την εκπαιδευτική ψυχολογία οι θεωρίες που αναπτύσσονται δεν είναι άσχετες από την εφαρμογή τους. Πάντα υπήρχε μια αλληλεπίδραση, μια διαδικασία ανατροφοδότησης μεταξύ των θεωριών και της αξιολόγησης της εφαρμογής τους. Δεδομένων των προαναφερθέντων μπορεί να τεθεί το ερώτημα: είναι η ΤΝ σε θέση να επηρεάσει συνολικά το ευρύτερο πλαίσιο αλληλεπιδράσεων εντός του πεδίου; Για παράδειγμα, είναι δυνατόν η ΤΝ να επηρεάσει την κλινική ψυχολογία, της οποίας το αντικείμενο είναι η ψυχοπαθολογία –και όχι η βέλτιστη ανθρώπινη γνωστική ικανότητα, όπως αυτή της ΤΝ;

    ΕΠΙΛΟΓΟΣ

    Στην προσπάθειά μας να εξετάσουμε τις διασυνδέσεις μεταξύ ψυχολογίας και ΤΝ υπό το πρίσμα της φιλοδοξίας της ΤΝ να αντικαταστήσει την ψυχολογία, πρέπει να παραδεχτούμε ότι η ιστορία και η επιστημολογία της ψυχολογίας ήταν ανέκαθεν περίπλοκη. Το γεγονός ότι η ψυχολογία βρίσκεται στο σταυροδρόμι των κοινωνικών και φυσικών επιστημών δεν θα μπορούσε να σκιαγραφηθεί σαφέστερα απ’ ότι στην εξέταση της σχέσης της με την ΤΝ. Όμως, παρά την περίπλοκη ιστορία και εξέλιξη της ψυχολογίας, καθώς και την κριτική που βασίζεται στην αοριστία ή την αμφισβήτηση της χρησιμότητάς της, θα πρέπει να έχουμε κατά νου τη εξαιρετική ιδέα ενός εκ των επιφανέστερων ψυχαναλυτών για την φύση και το status της ψυχολογίας, του Carl Jung. Όταν ο Jung ρωτήθηκε για το μέλλον της ψυχολογίας, δήλωσε ότι «χρειαζόμαστε περισσότερη ψυχολογία, χρειαζόμαστε περισσότερη κατανόηση της ανθρώπινης φύσης, διότι ο μόνος πραγματικός κίνδυνος που υπάρχει είναι ο ίδιος ο άνθρωπος» (Jung, 1959). Στην εποχή της ΤΝ, όπου η επιστήμη καθίσταται παραγωγική δύναμη (Πατέλης, 2019· Παυλίδης, 2012) και ο άνθρωπος βρίσκεται και στις δύο πλευρές της τραμπάλας (από τη μία ως το άτομο που ερευνά και διατυπώνει θεωρίες και από την άλλη ως το άτομο που μελετάται για να διατυπωθούν οι θεωρίες) η δήλωση αυτή φαίνεται πιο επίκαιρη από ποτέ.ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

    Η Συντακτική Επιτροπή του InS ευχαριστεί θερμά τον εικαστικό Γιώργο Βασιλείου, από τη Σαλαμίνα, που μας παραχώρησε την φωτογραφία από τον πίνακά του με τίτλο “Συλλέγοντας το απόσταγμα ( πεμπτουσία) της ζωής” για την κεντρική εικόνα του άρθρου. Ο Γ. Βασιλείου είναι εισηγητής και δημιουργός του Υπερβατικού Σουρεαλισμού στις εικαστικές τέχνες.ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Πατέλης, Δ., 2019. Έρευνα, τεχνολογία και η προοπτική ενοποίησης της ανθρωπότητας. Αθήνα: ΚΨΜ.
    Παυλίδης, Π., 2012. Η γνώση στη διαλεκτική της κοινωνικής εξέλιξης. Αθήνα: Επίκεντρο.
    Chalmers, D., 1995. On implementing a computation. Minds and Machines, 4, pp. 391-402. https://doi.org/10.1007/bf00974166
    Churchland, P., 1981. Eliminative materialism and the propositional attitudes. Journal of Philosophy, 78(2), 67-90. https://doi.org/10.2307/2025900
    Churchland, P. & Churchland, P., 1990. Could a machine think?. Scientific American, 262(1), 32-37. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0190-32
    Churchland, P. & Sejnowski, T., 1992. The computational brain. Massachusetts: MIT Press.
    Drob, S., 2003. Fragmentation in contemporary psychology: A dialectical solution. Journal of Humanistic Psychology, 43(4), 102-123. https://doi.org/10.1177/0022167803257110
    Goertzen, J., 2008. On the possibility of unification: The reality and nature of the crisis in psychology. Theory & Psychology, 18(6), 829-852. https://doi.org/10.1177/09593543080972
    Jung, C., 1959. Face to face (October 1959). https://www.youtube.com/watch?v=2AMu-G51yTY&list=PLuyJdbBL2WAkLIwpzmGK8gvKumPhoutjE&index=3&t=5s
    Kline, R., 2011. Cybernetics, automata studies, and the Dartmouth Conference. IEEE Annals of the History of Computing, 33(4), 5-16. http://doi.org/10.1109/MAHC.2010.44
    Lachman, R., Lachman, J. L. & Butterfield , E., 1979. Cognitive psychology and information processing. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
    McCarthy, J., Minsky, M., Rochester, N. & Shannon, C., 2006. A proposal for the Dartmouth summer research project on artificial intelligence, August 31, 1955. AI Magazine, 27(4), 12-14. https://doi.org/10.1609/aimag.v27i4.1904
    McClelland, J., Rumelhart, D. & The PDP Research Group, 1986. Parallel distributed processing: Explorations in the microstructures of cognition. Massachusetts: MIT Press.
    McCulloch, W. & Pitts, W., 1943. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity. Bulletin of Mathematical Biophysics, 5, 115-133. http://doi.org/10.1007/bf02478259
    Mülberger, A. & Sturm, T., 2012. Crisis discussions in psychology: New historical and philosophical perspectives. Studies in the History and Philosophy of Biological and Biomedical Studies, 43, pp. 425-433. http://doi.org/10.1016/j.shpsc.2011.11.001
    Neisser, U., 2014. Cognitive psychology. New York: Psychology Press.
    Newell, A., Shaw, J. & Simon, H., 1958. Elements of a theory of human problem solving. Psychological Review, 65(3), 151-166. http://doi.org/10.1037/h0048495
    Newell, A. & Simon, H., 1972. Human problem solving. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall.
    Nilsson, N., 2010. The quest for artificial intelligence. Cambridge: Cambridge University Press.
    Norvig, P. & Russell, S., 2021. Artificial intelligence. 4th ed. Harlow: Pearson.
    Putnam, H., 1960. Minds and machines. In: S. Hook, ed. Dimensions of mind. New York: New York University Press, 20-33. http://doi.org/10.2307/2271581
    Reeke, G. & Edelman, G., 1988. Real brains and artificial intelligence. Daedalus, 117(1), 143-173.
    Rosenblatt, F., 1958. The perceptron: A probabilistic model for information storage and organization in the brain. Psychological review, 65(6), 386-408. https://doi.org/10.1037/h0042519
    Schwartz, J., 1988. The new connectionism: Developing relationships between Neuroscience and artificial intelligence. Daedalus, 117(1), 123-141.
    Selfridge, O., 1959. Pandemonium: A paradigm for learning. In: D. Blake & A. Uttley, eds. Proceedings of the Symposium on Mechanisation of Thought Processes. London: Her Majesty’s Stationery Office, 511-529.
    Staats, A., 1999. Unifying psychology requires new infrastracture, theory, method, and a research agenda. Review of General Psychology, 3(1), 3-13. https://doi.org/10.1037/1089-2680.3.1.
    Thagard, P., 2005. Mind. Massachusetts: MIT Press.
    Tolman, C. & Lemery, C., 1990. How to reconcile theoretical differences in psychology. New Ideas in Psychology, 8(3), 397-402. https://doi.org/10.1016/0732-118X(94)90027-2
    Wiener, N., 1948. Cybernetics, or control and communication in the animal and the machine. Cambridge, Massachusetts: MIT Press.
    Η Νικόλ Σαρλά είναι ψυχολόγος, εκπαιδευόμενη συστημική ψυχοθεραπεύτρια και υποψήφια Δρ. Κοινωνικής Θεωρίας του Ψηφιακού. Η διατριβή της με θέμα «Πληροφορία, υπολογισμός και οι μεταμορφώσεις της ψυχολογίας στη διάρκεια του 20ού αιώνα. Από την επιστημονική μελέτη των νοητικών φαινομένων στην τεχνητή νοημοσύνη» αποτελεί συνέχεια της μεταπτυχιακής της εργασίας στο πλαίσιο του ΠΜΣ Ιστορίας και Φιλοσοφίας της Επιστήμης και της Τεχνολογίας, με θεματική «Η εξορία της συνείδησης: Η σύμπραξη  κυβερνητικής και ψυχολογίας, 1946-1953». Το ενδιαφέρον της για τη σχέση κυβερνητικής και ψυχολογίας την οδήγησε να εκπαιδευτεί ως συστημική ψυχοθεραπεύτρια. Στόχος της είναι η σύνδεση των σημαντικών θεωρητικών ζητημάτων της ψυχολογίας με την κλινική πρακτική. Εργάζεται ως ερευνήτρια για την ηθική και ακεραιότητα της έρευνας στο ΕΜΠ και διατηρεί γραφείο ως ψυχοθεραπεύτρια στην Αθήνα.

  • Η γοητεία της εμμονής

    Η γοητεία της εμμονής

    ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΡΟΠΗ

    Νίκος Παπαδόπουλος – Γιάννης Φλωράκης – Παναγιώτης Χαρίτος

    Επιστημονική επιμέλεια: Νίκος Ρομποτής
    Επιμέλεια: Δάφνη Καραστάθη
    Φωτογραφίες και εικόνες: Νίκος Παπαδόπουλος
    ISBN: 978-618-5289-84-3
    Διαστάσεις: 12 x 17 cm
    Αριθμός σελίδων: 180
    Τιμή: € 10 + ΦΠΑ 6%Τι κοινό μπορεί να έχει ως προς τον τρόπο εργασίας του ένας θεωρητικός φυσικός με έναν καλλιτέχνη; Πώς αντιλαμβάνεται ένας μη ειδικός μια επιστημονική εργασία που περιλαμβάνει δυσνόητες έννοιες ακόμη και για ειδικούς σε παρεμφερή αντικείμενα;

    Αυτές οι ερωτήσεις έρχονται στο μυαλό του αναγνώστη αυτού του βιβλίου, το οποίο προέκυψε μέσα από συζητήσεις ενός επισκέπτη καλλιτέχνη με έναν θεωρητικό φυσικό, στο Ευρωπαϊκό εργαστήριο φυσικής σωματιδίων (CERN) στη Γενεύη της Ελβετίας.

    Το 2015, «επισκέπτης-καλλιτέχνης» στο CERN υπό την αιγίδα του προγράμματος “Arts @ CERN”, με την υποστήριξη της Στέγης Γραμμάτων και Τεχνών του Ιδρύματος Ωνάση, ήταν ο Νίκος Παπαδόπουλος. Κατά τη διάρκεια της επίσκεψης του, ο Νίκος Παπαδόπουλος δούλεψε την καλλιτεχνική του πρόταση με τίτλο «Ο Κήπος των Σωματιδίων». Η παραμονή του στο CERN έδωσε το έναυσμα για μία συζήτηση γύρω από τον τρόπο ενός επιστήμονα κι ενός καλλιτέχνη. Την περίοδο της επίσκεψης του Νίκου Παπαδόπουλου, ο θεωρητικός φυσικός Γιάννης Φλωράκης εργαζόταν ως επιστημονικός συνεργάτης στο CERN. Αναγνωρίζοντας τη σημασία της διάχυσης της επιστημονικής γνώσης στο ευρύ κοινό, το CERN ζητά από τους επιστήμονες να συμμετέχουν σε δράσεις που βοηθούν προς αυτή την κατεύθυνση.

    Καρπός της συζήτησης τους είναι το παρόν βιβλίο με τίτλο “Η γοητεία της εμμονής”. Η συζήτηση ξεκινά με μία απλή έννοια, γνωστή από τα σχολικά μας χρόνια, την έννοια της εξίσωσης. Η συζήτηση προχωράει σε θέματα όπως η συμμετρία, η ομορφιά στη φυσική και την τέχνη, ο ρόλος που παίζει η διαίσθηση, αλλά και η όλη διαδικασία της έρευνας στη θεωρητική φυσική,σε σύγκριση με τη διαδικασία παραγωγής ενός έργου τέχνης. Η έμφαση στην καινοτομία αλλά και το γεγονός ότι κάθε κομμάτι δουλειάς, είτε αυτή είναι επιστημονική είτε έργο τέχνης, κρίνεται και αξιολογείται από μια κοινότητα. Ο διάλογος που θα διαβάσετε, προχωράει πέρα από αυτά τα χαρακτηριστικά, αγγίζοντας και τις ψυχολογικές διαστάσεις της επιστημονικής και καλλιτεχνικής δουλειάς αλλά και πειραματιζόμενος γύρω από την  ανάπτυξη μιας κοινής γλώσσας επικοινωνίας μεταξύ επιστήμης και τέχνης.

    Βιογραφικά 

    Ο Νίκος Παπαδόπουλος γεννήθηκε το 1970. Ζει και εργάζεται στην Αθήνα. Σπούδασε ζωγραφική στην Ανώτατη Σχολή Καλών Τεχνών (1998–2003) και την περίοδο 2008–2010 έκανε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στην ίδια σχολή. Έχει πραγματοποι- ήσει έντεκα ατομικές εκθέσεις στην Ελλάδα και το εξωτερικό, ενώ είχε και πολλές συμμετοχές σε ομαδικές εκθέσεις. To 2014 έλαβε το βραβείο από την Στέγη Γραμμάτων και Τεχνών για το residency του Accelerate@CERN, στη Γενεύη με την πρόταση «Ο Κήπος των Σωματιδίων».

    Ο Γιάννης Φλωράκης, μετά την αποφοίτησή του από το Τμ. Φυσικής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, συνέχισε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στην École Normale Supérieure του Παρισιού, από όπου και έλαβε το διδακτορικό του. Στη συνέχεια, εργάστηκε για τρία χρόνια ως ερευνητής στο Ινστιτούτο Max Planck στο Μόναχο και έπειτα για δύο χρόνια στο Τμήμα Θεωρητικής Φυσικής του CERN. Τα κύρια ερευνητικά ενδιαφέροντά του είναι η φυσική υψηλών ενεργειών και ειδικότερα η Θεωρία Χορδών.

    Ο Παναγιώτης Χαρίτος σπούδασε Φυσική στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και συνέχισε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στην Αστροφυσική στο Imperial College του Λονδίνου. Συνέχισε με σπουδές στην επικοινωνία και την κοινωνιολογία στο London School of Economics και το Α.Π.Θ. Από το 2011 εργάζεται στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Φυσικής (CERN) σε θέματα επικοινωνίας και διάχυσης των ερευνητικών αποτελεσμάτων, ενώ από το 2015 είναι υπεύθυνος επικοινωνίας του Future Circular Collider (FCC) collaboration.

    Ο Νίκος Ρομποτής σπούδασε Φυσική στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών και έλαβε το διδακτορικό του στη σωματιδιακή φυσική από το Imperial College το 2011. Από το 2016 είναι μέλος του ακαδημαϊκού προσωπικού στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ. Η ερευνητική του δραστηριότητα επικεντρώνεται στην πειραματική φυσική υψηλών ενεργειών. Από το 2008 μέχρι και σήμερα τα εργάζεται κυρίως σε πειράματα που λαμβάνουν χώρα στο CERN.

  • ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΑΡΜΑΚΩΝ, ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΜΕΓΑΛΟΥ ΟΓΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ

    ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΑΡΜΑΚΩΝ, ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΜΕΓΑΛΟΥ ΟΓΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ

    ΠΕΡΙΛΗΨΗ

    Η επανατοποθέτηση φαρμάκων επιταχύνει σημαντικά την ανακάλυψη και ανάπτυξη φαρμάκων με ουσιαστική απήχηση στα σπάνια νοσήματα. Σε συνεργασία με τα δεδομένα μεγάλου όγκου και τις τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης (AI) ενισχύει την αξιοπιστία των προβλέψεων, αναφορικά με την αποτελεσματικότητα, αλλά και την τοξικότητα του επαναστοχευμένου φαρμάκου. Τα σύγχρονα υπολογιστικά εργαλεία, πλέον, καθοδηγούν και εμπλουτίζουν τις εργαστηριακές προσεγγίσεις, ενώ οι τελευταίες επικυρώνουν τις υποθέσεις εργασίας ή δημιουργούν νέες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα καινοτόμων συνεργειών αποτελεί η πλατφόρμα επανατοποθέτησης φαρμάκων Cloudscreen©, προϊόν καινοτομίας της Cloudpharm PC, μιας ελληνικής νεοφυούς εταιρείας και του Εργαστηρίου Ανάδειξης Βιοδεικτών & Μεταφραστικής Έρευνας του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

    Η ανακάλυψη και ανάπτυξη φαρμάκων απαιτεί, συνολικά, σημαντικές δαπάνες και περιλαμβάνει πλήθος ενδιάμεσων σταδίων, μέχρι την έγκριση από τους ρυθμιστικούς οργανισμούς και τη διάθεσή τους στον πολίτη. Σημειώνεται, εδώ, ότι μόνο το 10% νέων φαρμάκων λαμβάνουν έγκριση προς διάθεση στην αγορά (Hernandez et al, 2017). Η επανατοποθέτηση φαρμάκων είναι μια μέθοδος λιγότερο δαπανηρή και χρονοβόρα σε σχέση με την παραδοσιακή μέθοδο ανάπτυξης φαρμάκων. Ο όρος επανατοποθέτηση ή επαναστόχευση φαρμάκων αναφέρεται στην ανεύρεση νέων χρήσεων για εγκεκριμένα ή υπό διερεύνηση φάρμακα για διαφορετικές ιατρικές ενδείξεις από αυτές για τις οποίες χρησιμοποιούνται ήδη. Το φάρμακο το οποίο καταφέρνει να βρει εφαρμογή σε μία νέα ασθένεια καλείται επαναστοχευμένο φάρμακο (Pushpakom et al, 2019).

    Η επανατοποθέτηση φαρμάκων επιταχύνει σημαντικά την ανακάλυψη και ανάπτυξη φαρμάκων, γεγονός εξαιρετικής απήχησης στα σπάνια νοσήματα. Σημαντικά, η επανατοποθέτηση φαρμάκων εκτιμάται πως μειώνει, συνολικά, το κόστος και τον χρόνο έρευνας και ανάπτυξης ενός φαρμάκου, περιορίζοντας τον κίνδυνο αποτυχίας.  Χαρακτηριστικά, το 30% φαρμάκων, κατόπιν επανατοποθέτησης, έχει λάβει έγκριση, δίνοντας κίνητρο στην φαρμακευτική βιομηχανία και τις βιοτεχνολογικές εταιρείες να επαναστοχεύσουν υπάρχοντα προϊόντα (Ashburn et al, 2004). Η επανατοποθέτηση φαρμάκων γίνεται μία ολοένα και περισσότερο ελκυστική και παραγωγική προσέγγιση για τον προσδιορισμό νέων θεραπευτικών ενδείξεων ήδη υπαρχόντων εγκεκριμένων φαρμάκων ή κλινικά αποτυχημένων/ υπό διερεύνηση βιοδραστικών μορίων (Sommerford, 2022).

    ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΑΡΜΑΚΩΝ

    Υπάρχουν τρεις κύριες προσεγγίσεις για την επανατοποθέτηση φαρμάκων: α) με βάση την ασθένεια, β) με βάση την πρωτεΐνη-στόχο και γ) με βάση το φάρμακο. Στην προσέγγιση με βάση τη ασθένεια προσδιορίζονται οι σχέσεις μεταξύ μιας νέας και μιας παλαιότερης ένδειξης. Στην περίπτωση αυτή, η ασθένεια για την οποία ερευνάται μια πιθανή επαναστόχευση έρχεται στο προσκήνιο και γίνεται προσπάθεια εντοπισμού φαρμάκων, τα οποία θα έχουν κάποια δράση έναντι της υπό μελέτης ασθένειας. Στη δεύτερη προσέγγιση πραγματοποιείται η συσχέτιση γνωστών φαρμακευτικών στόχων και των καθιερωμένων φαρμάκων τους με νέες ενδείξεις. Σε αυτή την περίπτωση στο προσκήνιο μπαίνει ο φαρμακευτικός στόχος και το καθιερωμένο φάρμακο που έχει δράση σε αυτόν τον στόχο και γίνεται προσπάθεια σύνδεσης του συγκεκριμένου ζεύγους στόχος-φάρμακο με μία νέα διαφορετική ασθένεια ή παθολογική κατάσταση. Τέλος, σε μία προσέγγιση με βάση το φάρμακο γίνεται η σύνδεση ενός γνωστού φαρμάκου με έναν νέο φαρμακευτικό στόχο και τη σχετική ένδειξη. Πρωταγωνιστικό ρόλο στην παρούσα περίπτωση έχει το φάρμακο για το οποίο διερευνάται μια πιθανή επαναστόχευση. Εδώ γίνεται προσπάθεια συσχέτισης του υπό μελέτη φαρμάκου με νέους φαρμακευτικούς στόχους και τις αντίστοιχες ιατρικές ενδείξεις (Sommerford, 2022).

    ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΑΡΜΑΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ

    Η τεχνητή νοημοσύνη (artificial intelligence, ΑΙ) ενισχύει τον τομέα της έρευνας και ανάπτυξης φαρμάκων, εντοπίζοντας και εξάγοντας μοτίβα και στοιχεία από βιοϊατρικά και χημειοπληροφορικά δεδομένα. Οι καινοτόμες τεχνικές ΑΙ και μηχανικής μάθησης (machine learning, ML) αξιοποιούνται στην επανατοποθέτηση φαρμάκων για να συσχετίσουν υπάρχοντα φάρμακα με συγκεκριμένες ενδείξεις ή να συνδυάσουν φάρμακα, ώστε να αντιμετωπιστούν επείγουσες ιατρικές ανάγκες. Η χρήση μεθόδων AI/ML επιταχύνει τη διαδικασία έρευνας και ανάπτυξης νέων φαρμάκων και προσφέρει μια δεύτερη ευκαιρία σε φάρμακα που έχουν αποσυρθεί ή αποτύχει για κάποιες ενδείξεις, να επαναχρησιμοποιηθούν με επιτυχία σε νέες.

    Οι προσεγγίσεις AI έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, που ξεκινά από τις αλληλεπιδράσεις σε μοριακό επίπεδο μεταξύ φαρμάκου και πρωτεΐνης, μέχρι την ενδελεχή επιλογή εκατομμυρίων αρχείων (δεδομένων μεγάλου όγκου) για την εύρεση φαρμάκων και την ενδεχόμενη εφαρμογή τους στη θεραπεία άλλων παθήσεων. Συνοπτικά, αυτές οι στρατηγικές ΑΙ υποστηρίζουν βέλτιστα την εξαγωγή βιβλιογραφίας, την εφαρμογή της μηχανικής μάθησης σε φαρμακογονιδιωματικά δεδομένα και δεδομένα βιοπληροφορικής και χημειοπληροφορικής, καθώς και την εξόρυξη δεδομένων (data mining) από ηλεκτρονικά ιατρικά αρχεία (Electronic Medical Records, EMR).

    Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης ελέγχονται τεράστιες ποσότητες δεδομένων, ώστε να εντοπιστούν φάρμακα που χρησιμοποιούνται ήδη, με επιτυχία, με σκοπό την επανατοποθέτησή τους σε νέα ένδειξη για μέγιστο κλινικό όφελος και περιορισμό των ανεπιθύμητων ενεργειών, πόσο δε μάλλον για ενδείξεις που στερούνται φαρμακευτικής αγωγής. Δεδομένου ότι η ασφάλεια των φαρμάκων που κυκλοφορούν στην αγορά έχει ελεγχθεί σε κλινικές δοκιμές, η επανατοποθέτηση γνωστών φαρμάκων δύναται να δώσει την φαρμακευτική αγωγή στον ασθενή πιο άμεσα και με σημαντικά μειωμένο κόστος (Sommerford, 2022). Αντίστοιχα, αναφορικά με τα βιοδραστικά μόρια που έχουν αποτύχει, διερευνάται ο χημικός χώρος (chemical space) εκ νέου, συνδυαστικά και απορρέουν προβλέψεις επανατοποθέτησης. Ως χημικός χώρος ορίζεται ένας θεωρητικός χώρος, οποίος περιλαμβάνει όλα τα πιθανά χημικά μόρια (χημικές ενώσεις) που μπορούν να συντεθούν. Το θεωρητικό μέγεθος του χώρου αυτού εκτιμάται στα περίπου 1060 χημικά μόρια (Reymond et al, 2012).

    Η ΑΙ, στο αυτό πλαίσιο, συμβάλλει στη βελτιστοποίηση των κλασσικών υπολογιστικών μεθόδων, όπως είναι η μοριακή πρόσδεση (molecular docking). Η μέθοδος της μοριακής πρόσδεσης είναι μια τεχνική μοριακής μοντελοποίησης, με την οποία διερευνώνται σε τρισδιάστατο επίπεδο οι σχέσεις χημικών ενώσεων (ή φαρμάκων) με πρωτεΐνες, οι οποίες αποτελούν απαραίτητα δομικά στοιχεία για κάθε ζωντανό οργανισμό. Η τεχνική αυτή είναι ευρέως διαδεδομένη και χρησιμοποιείται εδώ και αρκετά χρόνια από την επιστημονική κοινότητα, αλλά και από τις φαρμακοβιομηχανίες για τον σχεδιασμό φαρμάκων. Ωστόσο, παρά το υψηλό ποσοστό θετικών αποτελεσμάτων, υπάρχουν περιπτώσεις όπου η συγκεκριμένη τεχνική αποδίδει ψευδώς αληθή αποτελέσματα, τα οποία δεν είναι αντιπροσωπευτικά. Με τη χρήση αλγορίθμων ΑΙ μπορούν να εντοπιστούν αυτά τα λανθασμένα ευρήματα και να χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση της μεθοδολογίας της μοριακής πρόσδεσης, ώστε να αυξηθεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Με αυτόν τον τρόπο η διαδικασία του σχεδιασμού νέων φαρμάκων μπορεί να επιταχυνθεί με αξιοπιστία (Adeshina et al, 2020).

    ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ ΤΗΣ ΕΠΑΝΑΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ

    Με τις κλασικές τεχνικές έρευνας και ανάπτυξης φαρμάκων, η γνώση των αποτυχημένων δοκιμών και υπολογισμών είναι περιορισμένη και συχνά δεν βλέπει το φως της δημοσιότητας. Ως εκ τούτου, η επανατοποθέτηση φαρμάκων χαρακτηρίζεται από ποικίλα ζητήματα και περιορισμούς, που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Μερικές φορές είναι αδύνατο να είναι διαθέσιμα τα απαραίτητα δεδομένα για την κατάλληλη ανάλυση παλαιότερων φαρμάκων, καθώς ενίοτε δεν επιτυγχάνεται η βελτιστοποίηση του κλινικού oφέλους του υπό μελέτη φαρμάκου σε βιολογικό επίπεδο ή ο σχεδιασμός της μελέτης ήταν διαφορετικός. Κάποιες φορές υπάρχουν κλινικές δοκιμές με μικρό αριθμό συμμετεχόντων, με αποτέλεσμα να μην επαρκούν τα διαθέσιμα στατιστικά στοιχεία, οπότε και απαιτούνται διαφορετικοί χειρισμοί, ειδικά, όταν πρόκειται για σπάνια νοσήματα (Zhou et al, 2020).

    Η στρατηγική της επανατοποθέτησης φαρμάκων γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλής, καθώς η τεχνητή νοημοσύνη ανοίγει την πόρτα σε νέες γνώσεις, αναφορικά με τους φαρμακευτικούς στόχους και την παθοβιοχημεία των ασθενειών, επιταχύνοντας και αυξάνοντας τις πιθανότητες επιτυχίας των επαναστοχευμένων φαρμάκων, ενώ παράλληλα κατακτάται σε μεγαλύτερο βαθμό η γνώση του χημικού χώρου. Εν κατακλείδι, αυτή η διαδικασία φέρει την υπόσχεση του κλινικού όφελους και της πιο άμεσης πρόσβασης στις κατάλληλες θεραπευτικές προσεγγίσεις.

    Η ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ CLOUDSCREEN©

    Η νεοφυής εταιρεία Cloudpharm PC, σε συνεργασία με το Εργαστήριο Ανάδειξης Βιοδεικτών & Μεταφραστικής Έρευνας του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών, αναπτύσσουν την πλατφόρμα επανατοποθέτησης φαρμάκων Cloudscreen©. Με τη χρήση αλγορίθμων AI και ML, η πλατφόρμα αξιοποιεί ψηφιοποιημένη επιστημονική πληροφορία από έναν μεγάλο όγκο δεδομένων, η οποία σε συνδυασμό με πειραματική επαλήθευση των προβλέψεων έχει ως στόχο να προτείνει νέες ενδείξεις για εμπορικά διαθέσιμα ή υπό εξέταση φαρμακευτικά προϊόντα και για συγκεκριμένες κατηγορίες πληθυσμού, με εκτίμηση τοξικότητας. Με αυτόν το τρόπο, μπορούν να προβλεφθούν νέες θεραπευτικές λύσεις για νέες παθήσεις.

    Η παρούσα έρευνα υποστηρίζεται από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης της Ευρωπαϊκής Ένωσης και εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα και Καινοτομία, στο πλαίσιο της πρόσκλησης ΕΡΕΥΝΩ—ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ— ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ (κωδικός έργου: T2ΕΔΚ-03153)ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Adeshina, Y. O., Deeds, E. J., and Karanicolas, J., 2020. Machine learning classification can reduce false positives in structure-based virtual screening. Proc Natl Acad Sci U.S.A., 117(31), 18477-18488. https://doi.org/10.1073/pnas.2000585117

    Ashburn, T. T., and Thor, K. B., 2004. Drug repositioning: identifying and developing new uses for existing drugs. Nat Rev Drug Discov., 3(8), 673–683. https://doi.org/10.1038/nrd1468

    Hernandez, J. J., Pryszlak, M., Smith, L., Yanchus, C., Kurji, N., Shahani, V. M., and Molinski, S. V., 2017. Giving Drugs a Second Chance: Overcoming Regulatory and Financial Hurdles in Repurposing Approved Drugs As Cancer Therapeutics. Front Oncol, 7, p. 273. https://doi.org/10.3389/fonc.2017.00273

    Pushpakom, S., Iorio, F., Eyers, P. A., Escott, K. J., Hopper, S., Wells, A., Doig, A., Guilliams, T., Latimer, J., McNamee, C., Norris, A., Sanseau, P., Cavalla, D., & Pirmohamed, M., 2019. Drug repurposing: progress, challenges and recommendations. Nat Rev Drug Discov, 18(1), 41–58. https://doi.org/10.1038/nrd.2018.168

    Reymond, J. L., and Awale, M., 2012. Exploring chemical space for drug discovery using the chemical universe database. ACS Chem Neurosci, 3(9), 649–657. https://doi.org/10.1021/cn3000422

    Sommerford, Ν., 2022. Drug Repurposing Basics, https://www.iqvia.com/ , May 12.

    Zhou, Y., Wang, F., Tang, J., Nussinov, R., and Cheng, F., 2020. Artificial intelligence in COVID-19 drug repurposing. Lancet Digit Health, 2(12), e667–e676. https://doi.org/10.1016/S2589-7500(20)30192-8
    Βασίλης Παναγιωτόπουλος, Tμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής και Cloupharm PC

    Ο Βασίλης Παναγιωτόπουλος (email: vpanagiotopoulos@cloudpharm.eu) είναι υποψήφιος διδάκτορας στο τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής και εργάζεται ως επιστήμονας έρευνας και ανάπτυξης σε μια εταιρεία βιοτεχνολογίας, η οποία εστιάζει στην υπολογιστική έρευνα για την ανάπτυξη φαρμάκων. Τα κύρια ερευνητικά του ενδιαφέροντα σχετίζονται με εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης και ανάλυσης δεδομένων μεγάλου όγκου στο πεδίο της υπολογιστικής χημείας και της ανακάλυψης φαρμάκων. Έχει συμμετάσχει ως ερευνητής σε 2 εθνικά χρηματοδοτούμενα προγράμματα και είναι συγγραφέας 2 επιστημονικών δημοσιεύσεων. Επιπλέον, έχει πραγματοποιήσει μία ομιλία σε διεθνές συνέδριο και έχει συμμετάσχει με αναρτημένες δημοσιεύσεις σε ένα εθνικό και 3 διεθνή συνέδρια. Έχει βραβευτεί με υπολογιστικό χρόνο σε ένα εθνικό και ένα διεθνές σύγχρονο υπερυπολογιστικό κέντρο για την υλοποίηση υπολογιστικών διεργασιών σχετικών με την έρευνά του.Μίνωας-Τιμόθεος Ματσούκας, Tμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής και Cloupharm PC

    Ο Μίνως Ματσούκας είναι Επίκουρος Καθηγητής του τμήματος Μηχανικών Βιοϊατρικής του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής από τον Μάρτιο του 2022. Γεννήθηκε το 1981 και αποφοίτησε το 2004 από το τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Πατρών. Στη συνέχεια έκανε μεταπτυχιακές σπουδές (2006) και εκπόνησε τη διδακτορική του διατριβή (2012) στην Ιατρική Χημεία, διατμηματικό πρόγραμμα του Πανεπιστημίου Πατρών. Από το 2012 έως και το 2015 διετέλεσε μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο Υπολογιστικής Ιατρικής, του τμήματος Ιατρικής, στο Αυτόνομο Πανεπιστήμιο Βαρκελώνης. Από το 2015 έως και το 2021 συνέχισε τη μεταδιδακτορική του έρευνα στο Εργαστήριο Μοριακού Σχεδιασμού και Βιομοριακού NMR, του τμήματος Φαρμακευτικής στο Πανεπιστήμιο Πατρών. Έχει βραβευτεί για την έρευνά του με πέντε υποτροφίες μεταδιδακτορικής έρευνας στην Ελλάδα και το εξωτερικό, και έχει συμμετάσχει σε χρηματοδοτικά προγράμματα ως Επιστημονικός Υπεύθυνος και ως Συντονιστής. Παράλληλα με την ερευνητική του δραστηριότητα, διετέλεσε διαχειριστής έργων, επιστημονικός συνεργάτης, σύμβουλος και είναι συνιδρυτής της εταιρία Cloudpharm, η οποία εστιάζει στην υπολογιστική έρευνα για την ανάπτυξη φαρμάκων.