Stuart Kauffman

Etter å ha vorte uteksaminert ved Dartmouth University i 1960, fullførte Kauffman ein bachelor ved University of Oxford i 1963. Han fullførte dinest ein medisinsk utdanning for å verte lege ved University of California i 1968. Han har vore professor ved University of Chicago, University of Pennsylvania og University of Calgary. Han blei seinare del av Santa Fe Institute, der han var tilknytt frå 1986 til 1997.

Kauffman er mest kjent for sitt arbeid med det han kallar sjølvorganisering i genetiske nettverk, ein teori som han nytta til å forstå opphavet til orden i universet. Dette kom til uttrykk i boka The Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution frå 1993, og har vorte utvikla i meir populærvitskaplege bøker, som Investigations,frå 2000.

Kauffman forklarar korleis liv oppstod gjennom autokatalytiske sett, som er ei samling molekyl som katalyserer (forsterkar) kvarandre. Settet er sjølvkatalytisk av di eitkvart molekyl katalyserer ein annan reaksjon. Soframt det er nok molekyl til stades vil dei spontant produsere andre molekyl.

På ein særskild terskel vil heile settet sjølvorganisere og verte eit kollektivt autokatalytisk sett, der molekyl forsterkar prosessane som forma dei. Eit molekyl i settet kan fremje produksjonen av et annet molekyl, og saman utgjer dei ein sjølvoppretthaldande syklus av produksjon. Slike sett speler ein viktig rolle i korleis vi forstår livet sitt opphav og korleis komplekse kjemisk system vert utvikla.

Gjennom denne sjølvorganisinga til ein kollektivt autokatalytisk heilskap kan ein forklare opphavet til liv, som ein emergent eigenskap. Frå dette argumenterer Kauffman for at naturleg seleksjon og DNA ikkje er dei einaste kjeldene til orden i universet. Sidan han med dette hevda at naturleg utval ikkje er den einaste retningsgjevande prosessen i evolusjon, føregreip han den pågåande vendinga innanfor evolusjonsbiologi, der genetikk og naturleg utval spelar ein mindre rolle enn innanfor den moderne syntesen, og ein legg meir vekt på korleis organismen påverkar eiga utvikling gjennom formålsretta handlingar.

Eit avgjerande poeng for Kauffman er at sjølv om levande system er avgrensa av fysikken sine lovar, vert dei ikkje determinerte av desse. Biologiske system kan gjere nytte av og endre dei fysiske omgjevnadane sine til å produsere nye vilkår for si eiga eksistens. Soleis er dei deltakarar i si eiga utvikling, ikkje passive mottakarar av biologisk informasjon som kjem frå andre kjelder, som DNA.

Denne kausaliteten kan ikkje verte gripe innanfor klassisk fysikk, då den ikkje kan reiegjere for korleis nye ting kan oppstå i evolusjonshistoria gjennom sjølvorganisering. Innanfor både klassisk fysikk og kvantefysikk definerer ein moglegheitsrommet for eit system på førehand. Det er ikkje mogleg for levande system, då sjølve moglegheitsrommet endrar seg.

Kauffman legg vekt på at det er ein syklisk kausalitet involvert, der systemet eksisterer gjennom ein dynamikk mellom heilskap og delar. Gjennom å påverka sin eigne rammevilkår, og å integrere fysiske og kjemiske prosessar inn i sin eiga funksjonsevne, eksisterer delane i ein levande organisme for og gjennom heilskapen dei er del av. Kauffman nyttar hjartet som døme: Hjartet eksisterer av di det oppfyller funksjonen med å pumpe blodet som held heile organismen i live, men hjartet ville berre hatt denne funksjonen som del av denne heilskapen.

I levande system oppnår ei altso ein lukka krets, der organismen reproduserer seg sjølv gjennom å setje rammevilkår for dei ulike prosessane den treng for å halde seg sjølv ved like. I boka World Beyond Physics (2019) nyttar Kauffman seg av Maël Montévil og Matteo Mossio sin teori om avgrensinglukking for å forklare dette. Dette omgrepet er basert på Kauffman sin teori om arbeids- og avgrensingssyklusar, der ein gjennom å utføre eit særskild arbeid skapar avgrensingar som kanaliserer dette arbeidet, slik at ein oppnår ein syklus mellom arbeid og avgrensingar. Ein kanaliserer energinytting på ein måte som gjer at den kan gjerast bruk av.

Gjennom slik organisering sakkar ein òg ned produksjonen av entropi, den globale tendensen mot uorden. Eit levande system er karakterisert av organisatorisk stenging, samstundes det må vere materielt og energisk ope for å vere i stand til å oppretthalde seg sjølv, gjennom stoffskifte med omverda. Denne teorien er med ein nyformulering av Kauffman sin teori om autokatalytisk sett som har vorte teke opp av Kauffman sjølv.

Den sirkulære forma for kausalitet som Kauffman føreslår fungerer ikkje mekanistisk, ettersom det er ikkje er slik at noko fylgjer direkte frå ein årsak til ein verknad, slik ein biljardkø støyter ein ball utan sjølv å verte påverka, men eit syklisk nettverk av prosessar som mogleggjer kvarandre i staden for å determinere eit særskild utfall på ein rigid måte.

Dette endrar den kausale statusen til genetisk materiale. I staden for å bestemme ein særskild fenotype på ein lineær måte, er DNA heller som ein database som legg føringar for kva det kan nyttast til, men som ikkje determinere eit utfall på ein lineær måte. Eit genetisk materiale har ikkje noko særskild potensiale som vert rulla ut, men heller eit potensiale som vert produsert gjennom måta det vert teke opp og omforma på.

Kauffman utrykkjer dette gjennom omgrepet nabomoglegheit. Termen omhandlar nærliggande moglegheiter som ein ikkje har tilgang på innanfor det gjeldande moglegheitsrommet, men som er nærliggande og mogleggjort av dette rommet. Eit døme som Kauffman nyttar er Facebook. Då internett blei laga var det ikkje mogleg å føresei at noko som Facebook ville verte til. Internett mogleggjorde, men determinerte ikkje at Facebook skulle bli laga. Soleis låg Facebook innanfor nabomoglegheitane til internett, men blei ikkje determinert av sistnemnde. Denne termen har ogso vorte nytta for å forklare økologiske, økonomiske og sosiale system.

Kauffman sitt perspektiv har òg konsekvensar for korleis vi forstår kunstig intelligens. Sidan ein ikkje kan definere moglegheitsrommet for eit biologisk system på førehand kan ein heller ikkje gje ei oppskrift på kva eit system skal gjere på førehand. Dessutan er ikkje biologiske system kontrollerte gjennom eit sentralbord, men oppnår kontroll gjennom heile organisasjonen av prosessar som mogleggjer liv.

Tanken om sentral kontroll er difor ein grunnleggande avgrensing for kunstig intelligens, då det ikkje fangar kompleksiteten til levande system. Kauffman meiner at dersom ein skal oppnå retteleg kunstig intelligens at må ein skifte vekk frå tradisjonelle tilnærmingar, som byggjer på deterministiske algoritmar og sentralisert kontroll, og heller utvikle desentraliserte og sjølvorganiserte system.

Kauffman meiner at treng ein systembasert tilnærming dersom ein vil oppnå den same åtferda som ein finn hjå levande system. Dette perspektivet fylgjer frå tanken om at ein ikkje kan spesifisere moglegheitsrommet til levande system på førehand. Likeins må kunstige intelligente system vere i stand til å utvikle seg gjennom dialog med omgjevnadane. Dette krev at dei er kroppsleggjort i eit medium og sjølvorganiserer på basis av interaksjonen med omverda.

• The Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution, Oxford University Press, 1993
• Investigations, Oxford University Press, 2000
• A World beyond Physics: The Emergence and Evolution of Life, Oxford University Press, 2019
• Stuart Kauffman og Andrea Roli (2021). «The World Is Not a Theorem», Entropy

• biologi
• evolusjon
• kunstig intelligens
• dynamiske systemer