האומנם?
http://www.iatraf.co.il/showthread.php?t=775397
בהמשך לכתבה המאלפת שליאור הביא לנו הינה כתבת תחקיר שבאה להפריח את הגאונות של הפטריות
לפני כשבועיים פורסמה ב"כלכליסט" כתבה שזכתה לפופולריות יוצאת דופן, בנושא לחלוטין לא צפוי: פטריות. בכתבה, אם במקרה עוד לא שמעתם עליה, מוצגות כל מיני עובדות מרתקות ומדהימות על צורת החיים המיוחדת והרבגונית הזו.
הפסקאות הראשונות עוסקות במחקריו של פרופסור יפני בשם טושיוקי נאקאגאקי, אשר גידל מין מסוים של פטריה (ליתר דיוק, מין אמבה מפותחת) בתוך מבוך וזכה בעקבות כך בפרס איגנובל ההומוריסטי בתחום המדעים הקוגניטיביים לשנת 2008; ואם אתם חושבים שהקשר בין אמבות למדעים קוגניטיביים רופף, שלא לומר הזוי, חכו שתשמעו את ההמשך.
האמבה הכל-יכולההמחקר של נאקאגאקי נעשה במלוא הרצינות, ואף פורסם בגליון 407 של מגזין Nature הנחשב. הפרופסור יצר מבוך מסובך יחסית בין שתי יריעות פלסטיק שקופות, מילא אותו בג'ל אגר (סוכר נוזלי שמופק מאצות ומשמש לגידול מיקרואורגניזמים), שם בו אמבה, הניח בשתי נקודות מרוחקות זו מזו משהו שהאמבה אוהבת (למשל פתיתי שיבולת שועל), וחיכה. האמבה גידלה שלוחות ("קורים") שהתפרסו לכל עבר במבוך, עד שנתקלו במקרה במזון. מרגע שזה קרה, כל השלוחות האחרות התנוונו ונעלמו - ונתיב הקורים היחיד שנשאר ואף התחזק היה הדרך הקצרה ביותר בין שני מקורות המזון, כלומר פתרון מושלם למבוך!
מחקרי המשך, שכללו מספר רב של מוקדי מזון, גילו שהאמבה מסוגלת ליצור רשת שתחבר בין המוקדים הללו בנתיב הקצר ביותר - תרגיל שאפילו מחשבים מתקדמים מתקשים לפתור. למעשה, נתיבי הקורים הצליחו לשחזר קווי רכבות, שתוכננו ומוטבו בעמל רב על ידי בני אדם. אבל זה עוד כלום, כי - כך לפי הכתבה ב"כלכליסט" - ברגע שלקחו קטע קור קטנטן מהניסוי הראשון והניחו אותו במבוך זהה לזה שבו גדל במקור, הוא גדל והתפתח מחדש לכיוון המזון, והפעם בלי שום טעות בדרך!
בשלב זה נאלצנו לעצור ולגרד את הפדחת. באמת? האם הקור הקטן זכר את המבוך בו נולד והצליח לפתור אותו מחדש בלי שום טעות? איך זה יכול להיות? איך הוא ידע בכלל (עד כמה שאפשר לדבר על "ידיעה" בהקשר של אמבות) שהוא נמצא בתוך העתק של אותו מבוך? העסק גרם לנו לפלאשבקים נוראיים לספר הסנסציוני "החיים הסודיים של הצמחים", שפורסם בשנות השבעים וטען שלצמחים יש תודעה, רגשות ואף יכולות על-חושיות. אז מה קורה כאן?
(במאמר מוסגר, ראוי לציין שניסויי ההמשך שתוארו בכתבה אינם מופיעים במאמר שב-Nature או בפרסומים אקדמיים אחרים.)
האינטליגנציה של הסבון"רק רגע, משביתי שמחות שכמותכם", יהיה בוודאי מי שיגיד כעת, "למה אתם מוכנים לקבל את הרעיון שהאמבה פתרה את בעיית הנתיבים המינימליים בקלות, דבר שאפילו מחשב - כאמור - לא יכול לעשות, אבל מתנגדים לרעיון שהיא זוכרת את הדרך?" נאקאגאקי עצמו, שברקע המדעי שלו איש אינו מפקפק, כתב בסוף המאמר שלו ב-Nature כך: "תהליך ראוי-לציון זה של חישוב תאי מרמז על כך שחומרים תאיים עשויים להציג אינטליגנציה פרימיטיבית". ובכן, עם כל הכבוד לפרופסור היפני, אם נקבל את המסקנה הזו שלו, נהיה חייבים להגיע למסקנה מוזרה עוד יותר: שגם למי סבון יש אינטליגנציה.
עצי נתיבים מינימליים, שטיינר מימין
צילום: עידו גנדל
מה הקשר למי סבון? לשם כך עלינו לעזוב לרגע את האמבות ולדבר על בעיה מתמטית שמוכרת בשם "בעיית העץ של שטיינר" (The Steiner tree problem).
דמיינו שלוש נקודות על מישור, כמו בצד שמאל של התמונה משמאל. איך אפשר לחבר ביניהן כך שניתן יהיה להגיע מכל נקודה לכל נקודה, ושאורך החיבורים הכולל יהיה מינימלי? בדרך כלל, התשובה תהיה שרטוט כמו זה שמוצג משמאל. "אבל", שאל שטיינר, "מה יקרה אם נוכל להוסיף נקודות ביניים כרצוננו"? במקרה כזה, כפי שרואים מימין, אפשר לצמצם עוד יותר את סכום אורכי החיבורים.
כאשר מוסיפים עוד נקודות למפה ההתחלתית, מציאת "עץ שטיינר" האופטימלי הופכת למסובכת יותר ויותר, והיא נחשבת לבעיה מסוג NP-Complete, שמהווה אבן נגף למחשבים מאז ומעולם. והנה, האמבה הצנועה מייצרת עצי שטיינר בין מוקדי מזון בלי שום בעיה... וכך עושים גם מי הסבון. בואו ותראו.
מדע תוצרת ביתאת הניסוי הבא לקחנו מהספר המקסים "The Armchair Universe" מאת A.K. Dewdney, שמדבר באחד מפרקיו על מחשבים אנלוגיים, כלומר מתקנים פיזיים שפותרים בעיות חישוביות. לצורך הגירסה הצנועה שלנו הצטיידנו ב"שולחן" פלסטי זעיר, מהסוג שמשמש למניעת מעיכה של קרטוני פיצה, בשקף פלסטי, בדבק סופרגלו ובכוס עם מי סבון. הדבקנו את השקף לרגלי הפלסטיק, טבלנו את כל העסק במי הסבון ושלפנו החוצה. את התוצאה אתם יכולים לראות בצילום שלפניכם, במיוחד אם תתמקדו בחלק התחתון: קרומי הסבון יצרו עץ שטיינר למופת, שמחבר בין רגלי הפלסטיק במינימום מרחק!
קרומי סבון בכזהו של פיצה יוצרים נתיבים מינימליים צילום: עידו גנדל
אף אחד - כך אנו מקווים - לא ירחיק לכת עד כדי לטעון שגם למי סבון יש אינטליגנציה. התחולל כאן תהליך פיזיקלי מסקרן מאד אך פשוט יחסית, וגם הפתרון של האמבה לא הושג מתוך מחשבה אלא בתהליכים ביולוגיים וכימיים בסיסיים הרבה יותר. זו הסיבה לכך שלא התרשמנו יתר על המידה מהאינטליגנציה שלה, לכאורה, ולכך שהמשכנו לתהות לגבי יכולת הזיכרון המופלאה של הקור הקטנטן.
לצורך בירור העניין לאשורו פנינו למחבר הכתבה, אורן הוברמן, לפרופסור נאקאגאקי ולמומחים נוספים בתחום. מה המסקנות? הישארו עמנו, נחזור אחרי ההפסקה.
הפסקת צהריים פילוסופיתאם מי הסבון מסוגלים לפתור בעיה שמחשב אינו מסוגל לפתור בזמן סביר, נובע מכך שהמחשב אינו מסוגל לבצע סימולציה של מי סבון בזמן סביר. הרי אם היה יכול לבצע סימולציה כזו, אפשר היה להשתמש בה כדי לפתור את הבעיה בדיוק כפי שמי הסבון "פותרים" אותה. אם המחשב אינו מסוגל לבצע סימולציה שכזו, פירוש הדבר שאי אפשר לנסח את התנהגות מי הסבון באמצעות אוסף מוגדר של חוקים ונוסחאות. וזה - אתם עוקבים? - אומר שהמדע לעולם לא יצליח להבין עד הסוף את העולם החומרי, אפילו ברמת המאקרו, וזו כבר הצהרה מטאפיזית כבדת משקל מאד.
אף על פי כן, למי שמתכוון להשתמש בזה כדי לנגח את המדע צפויה אכזבה. באותו פרק על המחשבים האנלוגיים מסביר המחבר שבעצם, אין לנו שום דרך לדעת אם מי הסבון פותרים את הבעיה בצורה אופטימלית בכל מקרה ומקרה. לפעמים, כך הוא אומר, תבנית הקרומים המתקבלת תלויה בזווית בה מוציאים את המבנה ממי הסבון. על אותו משקל, אין לנו שום ערובה לכך שהאמבות ימצאו תמיד את הפתרון האופטימלי ולא רק קירוב טוב. הן עושות דברים מדהימים, אך לא ברמה שתערער את הבסיס הפילוסופי של המדע.
ספק סביר
פרקטל: גם כאן, כל חלק מכיל מידע על השלם
צילום: flickr, Beverly & Pack, cc by
אנחנו חוזרים, אם כן, לאותה חתיכת קור קטנטנה שזכרה את הדרך אל האוכל. עצם הרעיון, של חלק קטן שמכיל איכשהו את השלם כולו, אינו זר לגמרי למדע: דבר דומה קורה למשל בהולוגרמות, בהן כל חלק מהתמונה מכיל כמות מסוימת של מידע על התמונה השלמה.
עם זאת, ההולוגרמות הן סטטיות: המידע ש"נצרב" בהן בתהליך הצילום נשאר כמו שהוא לנצח. אותו קור אמבה, אם נקרא את הניסוח ב"כלכליסט" כפשוטו, הצליח כביכול לאחסן מידע על פניות ומרחקים, שנאסף בזמן אמת מקורים אחרים במקומות אחרים, ואפילו לשחזר אותו. זה, על פי כל מה שידוע לנו על למידה, זיכרון וצורות חיים פשוטות, פשוט בלתי אפשרי.
מידע כזה הוא שרירותי לחלוטין (למשל, במקום להתעקל ימינה בנקודה מסוימת, המבוך עשוי היה בדיוק באותה מידה להתעקל שמאלה) ואחסון של מידע שרירותי מחייב ארגון, סינון ומידה מסוימת של הפשטה. זה דבר שבעולם הטבע המוכר לנו, רק מערכות עצבים מסוגלות לבצע.
גם אם נניח - כפי שמתואר בכתבה המקורית בהיסחפות-מה - שרשת הקורים של הפטריות היא למעשה רשת מידע עצומה שמתפקדת כמעין מוח, אי אפשר לצפות שקטע זעיר יאחסן את כל המידע השרירותי שנשמר באותו מוח, בדיוק כפי שלא נצפה שחתיכת קטנה ממוח של אדם תכיל את כל הזיכרונות שלו.
יתר על כן, גם מבחינה תכליתית אין שום הגיון שהקור יזכור וישחזר מידע שכזה. הרי אם משהו השמיד את כל הרשת, יהיה זה די טיפשי מצד הקור לנסות לשחזר אותה בדיוק כפי שהיתה, מכיוון שזה עלול להביא להשמדתה החוזרת, לא?
ניסוי מכריע
רצת מרתון (למצולמת אין קשר לפטריה)
צילום: אימג' בנק / Getty Images
ניקח אדם מן היישוב, א' שמו, שמחליט יום בהיר אחד שהוא רוצה להתחרות במרתון. א' בוחר לו נתיב ריצה באזור מגוריו שאורכו ארבעים ושניים קילומטרים ומנסה לרוץ בו כל בוקר. בהתחלה, כצפוי, הוא בקושי מצליח לעבור קילומטר בלי להתמוטט לצד הדרך, אך עם הזמן הוא משתפר, וכעבור שנה-שנתיים, נניח, הוא כבר מסוגל לעבור את כל המסלול בזמן סביר. מה השתנה? האם השיפור נבע מכך שהוא למד בדיוק איפה לפנות ואיפה לדרוך כדי להשיג תוצאות מיטביות? האם הוא "למד את המסלול" - או שהוא פשוט נכנס לכושר? וכאן טמון ההסבר האמיתי לכישרון המופלא של האמבה: היא פשוט נכנסת לכושר.
מזון, כפי שתוכיח כל צעידה ליד הפלאפל השכונתי, מפיץ ריח. למעשה, הריח אינו אלא מולקולות מסוימות שמשתחררות ומתפזרות באוויר, במים או בכל חומר אחר בו המזון נמצא - כולל האגר שמילא את המבוך של האמבה. הפיזור של מולקולות הריח הוא אקראי, והן מתפשטות לכל עבר במידה שווה ובקצב אחיד. כלומר, אם ריח של מזון מתחיל להתפשט בתוך מבוך, הוא יגיע אל האמבה מטבע הדברים דרך כל המסלולים שמחברים ביניהם - אבל קודם כל דרך המסלול הקצר ביותר!
גם האמבה עצמה אינה פראיירית. היא לא סתם גדלה, היא גם משתכללת ומסתגלת לסביבתה. היא לומדת (במובן הפרימיטיבי של המילה) איך לצמוח ביתר יעילות בתוך האגר, היא מפתחת רגישות גדולה יותר לזיהוי של חומר המזון הספציפי ועוד. אותה פיסת קור שנלקחה מהמבוך המקורי כבר לא זהה לקורים ההתחלתיים של האמבה המקורית: היא מכוונת לביצועים אופטימליים בחיפוש שיבולת שועל באגר. היא בכושר. ברגע שה"חיישנים" שלה יזהו אפילו מולקולות ספורות של ניחוח מזון, היא תצמח מייד ובמהירות באותו כיוון, ותשנה את כיוון הצמיחה בהתאם לריכוז היחסי של הריחות. לצופה תמים מבחוץ זה ייראה כאילו היא צומחת ישירות לעבר המזון בכוונה תחילה בנתיב הקצר ביותר.
הניסוי המכריע, שיוכיח שמדובר בתהליך טבעי (מרשים ככל שיהיה), הוא לשים את אותה חתיכת קור במבוך חדש לגמרי, בעל מבנה שאינו דומה בכלל לזה המקורי. אנו נצפה לראותה פותרת גם את המבוך החדש במהירות ועם מינימום טעויות, לא בזכות אינטליגנציה או יכולת מיסטית כלשהי, אלא פשוט מפני שהיא עושה מה שהיא תמיד עושה, בצורה קצת יותר יעילה.
חובת הזהירותכתיבה פופולרית בנושאים מדעיים היא חרב פיפיות. ככל שמנסים להיות מדויקים וברורים יותר, כך המידע הופך ליבש יותר והקורא הממוצע פשוט בורח. מצד שני, כשמנסים לתת רק את התמצית ובשפה ברורה וקולחת, הרבה נקודות חשובות הולכות בהכרח לאיבוד, נוצרות אי-הבנות והקוראים משלימים את החסר מדמיונם הפורה. כך, מה שמתחיל בהסתגלות סביבתית של אמבה מתגלגל עד לאדם משכיל שרץ ומספר לנו בהתלהבות: "קראתם ב'כלכליסט' על הפטריות?! מסתבר שאלה יצורים סופר-אינטליגנטיים שפותרים בעיות מתמטיות ומבוכים יותר טוב מבני אדם!"
הצרה היא שילוב של ניסוחים עממיים מדי בכתבה המקורית, ושל חוסר ביקורתיות מצד הקוראים. כשאדם בלי רקע מדעי מתאים (או ספקנות בריאה) קורא משפט כמו "קור הפטרייה לא רק זכר את הדרך, הוא שבר את כללי הניסוי", זה בדיוק מה שהוא מבין: שלקור יש זיכרון (כמו שאנחנו רגילים לחשוב על זיכרון), ושהוא התגלה כמתוחכם יותר מהנסיינים עצמם. מה זה משנה אם זה מה שקרה באמת, מה זה משנה אם זה מה שהמחבר התכוון בכלל לומר... העיקר שכל עם ישראל מרים עכשיו את הפטריה על ראש שמחתו, מכריז עליה כעל פתרון לכל תחלואי העולם, מהלל את הקדוש-ברוך-הוא על פלאי טבע שעולים על כל דמיון ומפיץ שמועות חסרות בסיס שירדפו אותנו עוד שנים רבות - כמו התעלות על מאדים, ה"עובדה" שאנחנו משתמשים רק ב-10% מהמוח שלנו וכן הלאה.
אפשר להירגע, אנשים. כולה פטריה.
מקור: http://net.nana10.co.il/Article/?ArticleID=823808
ציטוט ההודעה
