lauantai 27. toukokuuta 2017

Ikkuna sieluun

Näköaisti kiehtoo tavattomasti sekä aivotutkijoita että havaintopsykologeja eikä syyttä. Se on ikäänkuin ikkuna ”suoraan sieluun”. Sillä käsityksemme näköaistista on ollut perin pohjin väärä. Kuvittelemme, että silmä on jonkinlainen kamera, ja olemme tietävinämme, että silmän verkkokalvolta mykiön muodostama kuva projisoituu näköhermoa myöten takaraivossamme sijaitsevaan aivokuoren näköalueeseen. Jossa tapahtuu sitten mitä? Tietoisuutemme siellä tutkiskelee tätä kuvaa. Tämä on oikeastaan pahamaineinen homunculus- teoria. Aistimme tuottavat signaaleita eräänlaiseen valvomoon, jossa istuu tämä aina valpas pikku-ukko, homunculus tai jopa sielu, ja tarkkailee monitoreja ja vetää tarvittaessa vivuista saadakseen meidät tekemään jotain.

Mitä vikaa tässä teoriassa. Ei oikeastaan muuta kuin että se ei selitä mitään. Sen sijaan että yrittäisimme ymmärtää, miten näköaisti toimii, delegoimme näkemisen ihmeen maagiselle olennolle. Mikä sitten on oikea teoria? En halua kertoa sitä, koska en oikeasti tiedä. Haluan vain poistaa magiikan tieteestä. On paljonkin selityksiä, ja tutkijat eivät ole niistä yksimielisiä. Joten aion luetella asioita, jotka herättävät ihmetystä, mutta joista en halua sanoa että sehän on ihme. Kuten olen joskus sanonut, olen paholaisen asianajaja. Yritän väittää, että ihmettä ole.

Aloitetaan tästä. Näköaistimuksemme on lähes täysin pelkkä illuusio. Me vain kuvittelemme että meillä on laaja ja erotuskykyinen näkökenttä. Vaan ei ole. Silmä on aika huono kamera. Ainoastaan tarkan näön keskuksessa foveassa on hyvä resoluutio. Fovea on niin pieni, että silmä joutuu liikkumaan jo katsoessamme tavallisen painotekstin kaksoispistettä (:). Muualla verkkokalvolla aistinsoluja on harvassa, ja mykiön tuottama kuva on täynnä kuvausvirheitä. Näköaistimus syntyy ihmeellisellä tavalla aivokuoren näköalueen ja silmän lihasten yhteistyön tuloksena. Silmä nimittäin liikkuu aktiivisesti, ja liike yhdessä näkökuoren prosessoinnin kanssa tuottaa illuusion näkökentästä. Myös verkkokalvolla tapahtuu hieman esiprosessointia.

Silmän liike on nykäyksenomaista, sitä sanotaan sakkadiliikkeeksi. Ja se on aivan olennaista koko jutussa. Aivot laskevat sekä näkökuvan kokonaishahmon että yksityiskohdat sieltä täältä otettujen ja yllättävän harvojen tilastollisten näytteiden avulla. Tuottaakseen näköaistimuksen tarvitsemaa raakatietoa silmä liikahtaa 3 - 4 kertaa sekunnissa. Joka liikahduksen jälkeen silmä on paikallaan 0,25 sekuntia, ja sinä aikana aivot prosessoivat sekä foveasta että koko verkkokalvolta tulevia signaaleja. Liikahdus on nopea, 0,005-0,08 sekuntia, ja sen aikana aivojen näköalueen prosessointi on estetty lähes kokonaan. Siksi emme lainkaan näe sakkadeja. Ne kuitenkin suuntaavat katsettamme. Osittain voimme suunnata sitä myös tahdonalaisesti, kun näemme jotain kiinnostavaa. Tämä toiminta on vain osin tiedostettua.

Silmän liike voidaan mitata erikoislaitteilla. On tehty erityisen dramaattinen testi, jossa silmän liike rekisteröidään, kun koehenkilö katsoo Ilja Repinin maalausta ”Odottamaton kotiinpaluu”. Maalaus on hyvin tunnevoimainen. Ja erityisen mielenkiintoista on, miten silmän liikkeisiin vaikuttaa annettu ohje, miten kuvaa pitää katsoa. Esim. ”kuvaile perheen varallisuutta” ja ”miten kauan kotiinpalaaja on ollut erossa perheestään” tuottavat aivan erilaiset silmän liikkeet.

Havaintopsykologit ovat kiinnostuneita myös niin sanotuista näköharhoista”. Ne todistavat, että näköaistimus ei ole ”kameran kuva”, vaan aktiivinen konstruktio. Minua kiinnostaa erityisesti ns. muutossokeus. Kuvaan tehdään olennainen muutos, mutta emme näe eroa (koska olemme jo nähneet ykkösversion, ja aivomme tulkitsevat että kakkosversio on samanlainen). Tämä koe voidaan tehdä kahdella tavalla. Jos katsomme vuorotellen kahta lähes samanlaista kuvaa, mutta toiseen on tehty loogisen tuntuinen muutos, emme huomaa sitä. Esimerkiksi kun kuvassa on rivi puita, ja muutetussa kuvassa yksi puista on poistettu  ja muita siirretään aukon peittämiseki, muutosta on hyvin vaikea havaita. Vielä dramaatisemmassa testissä on vain yksi kuva, katu, jonka varrella on pysäköityjä autoja.  Se vaihdetaan nopeasti täsmälleen samanlaiseen kuvaan, mutta musta henkilöauto on vaihdettu punaiseen pakettiautoon. Kaikki koehenkilät huomaavat muutoksen heti, sehän on selvää. Mutta sitten koe modifioidaan siten, että kuvan vaihtamisen ajaksi kuvan peittää harmaa kenttä, joka on näkyvissä 0,3 sekuntia. On todella hämmästyttävää, että juuri kukaan ei huomaa auton vaihtumista! Selitys on, että harmaan kentän takia aivot joutuvat rakentamaan kuvan uudelleen, ja kuvaa verrataan muistissa olevaan kuvaan. Koe osoitaa, että kuvaa ei ole tallennettu muistiin kuvana, vaan jossain muussa muodossa.

Vielä näkemisestä. Silmillämme näkemämme ”kuva” ei ole ulkopuolellamme, vaan se on osa tietoisuutemme, se mistä sanomme ”itse” on salaperäisesti osa kuvaa. Me emme ”näe” vaan ”tunnemme” näköaistimuksen ”sielussamme”. Asia on vielä enemmän. Aivoissamme on tieto ulkopuolisesta maailmasta. Se on simulaatio, ja siksi tunnemme sen niin hyvin ja siksi osaamme liikkua ja osaamme käsitellä esineitä ympärillämme. Näköaistimus on vain osa tuota simulaatiota. Maailma on totta koska olemme rakentaneet sen itse, ja koska olemme itse osa tuota maailmaa. Ja lisäksi, myös oma kehomme on samanlainen simulaatio. Itse on myös kehossamme.

Tämä on niin iso oivallus että se ei uppoa kun sen sanoo. Itse luin tämän yhdestä Antonio Damasion kirjasta, ja kesti kauan ennenkuin se alkoi todella koko voimallaan upota minuun.

Näköaisti ei todellakaan ole sitä, että päässämme joku olio katselee silmän tuottamaa kuvaa. Näkeminen on osa tajuntaamme ja kokemustamme. Tässä on olemassa vahva todiste: Tunnetaan muutamia tapauksia, joissa varhaisessa lapsuudessa sokeutunut henkilö saa näkönsä takaisin sarveiskalvonsiirrolla. Ne potilaat, jotka ovat käyttäneet aktiivisesti sokeainkirjoitusta, pystyvät välittömästi näkemään sellaiset kohteet, ja vain ne, jotka ovat heille tuttuja sokeankirjoituksen kautta. Eräät näkönsä saaneet ovat nähneet esineitä vasta sitten, kun he ovat tunnustelleet niitä käsillään. Näköaistimus ei ole absoluuttinen, vaan se kytkeytyy ihmisen kokemushistoriaan. Näön palautuminen ei ole helppoa eikä automaattista,

Ja on vielä jotain outoa. Kun suljemme silmämme, näköaistimus katoaa lähes välittömästi. Siihen ei ole oikeastaan mitään syytä, sillä tuo aistimus on joka tapauksessa aivojen näkökuoren tuottama ja se on talletettu sinne. Mutta niinkuin edellä selostettu kuvanvaihtokoe osoitti, kuvaa ei tallennetakaan kuvana. Jokin syy siihen täytyy olla. Ehkä täydellisen aistimuksen ylläpito on liian raskasta, ja neuronien kapasiteettia (joko niiden laskentakykyä tai niiden käyttämää energiaa) tarvitaan johonkin muuhun aina kun mahdollista. Näköaistimus nimittäin käyttää hyvin suuren osan aivokuorta, ehkä 20%, ja yhdessä kuutiomillimetrissä aivokuorta on 100 000 neuronia. Ehkä tämä selittää, miksi ihminen odottamattomassa tilanteessa tai äkillisessä tunnekuohussa tai ollessaan ymmällä sulkee silmänsä. Aivokuoren kapasiteetti otetaan hetkeksi muuhun käyttöön.

Tai sitten kyse on vain siitä, miten näköaisti on rakentunut evoluution kautta. Näkö on kone, joka toimiakseen tarvitsee jatkuvaa signaalivirtaa näköhermosta. Tuo hermo puskee informaatiota paljon, ehkä 2 – 5 megatavua sekunnissa. Emme tiedä siitä mitään, koska on arveltu, että ihmisen tietoinen informaatiokapasiteetti on noin 15 bittiä sekunnissa.

Palataan silmien sulkemiseen. Näkökenttä, joka oli niin tarkka ja tunnevoimainen, katoaa silmänräpäyksessä – ja muistamme siitä yllättävän vähän. Muisti on häilyvä ja epätarkka, jos olemme itsellemme rehellisiä, meidän pitää tunnustaa että koko muistimme on epäselvä, häilyvö ja epäluotettava. Muistissamme on jonkinlaisia aistimusten haamuja, jopa vain sekunti sen jälkeen kun olemme sulkeneet silmämme. (Sisälläni asuva insinööri on valmis selittämään, miksi näin on on ja täytyy olla, mutta en anna sille puheenvuoroa, juttu menisi aivan lian pitkäksi).

Joka tapauksessa aistimustemme tunnevoimaisuus ja niihin sisältyvä henkilökohtaisuus, se että vaikka sininen näyttää niin suunnattoman ja kouraisevan siniseltä* (emme voi muistaa sitä jos emme näe sinistä juuri nyt) ja sillä on niin paljon sanottavaa meille, vaikka emme tiedä mitä. Tämä aistimusten voimakkuus ja henkilökohtaisuus on asia, josta käytetään nimeä ”kvalia”. Mutta miksi ihmeessä emme voi muistaa kvaliasta muuta kuin heikon haamun? Eräät tutkijat väittävät, että on tarpeen vetää jyrkkä linja JUURI NYT tapahtuvan aistimisen ja muistojemme välille, koska on äärimmäisen tärkeää reagoida nopeasti ympäristömme tapahtumiin. Niiden pitää olla huomioarvoltaan täysin ylivoimaisia, jotta todella toimisimme emmekä uppoaisi haaveisiimme.

Vaikka näköaistimme on siis illuusio, kuvan erotuskyvyllä - tai sen illuusiolla - on suuri merkitys. Ehkä se tuo meidät lähemmäs kvalian elämystä. Vaikkapa luontokuvassa korkea resoluutio tuottaa täyteläisemmän ja voimakkaamman vaikutuksen. Tähän perustuu myös elokuvan lumo: tarkka kuva ja iso kangas lisäävät molemmat elämyksellisyyttä. Tai voisi pohtia, miten erilaista on katsoa flaamilaisten asetelmamaalareiden** veitsenteräviä kuvia 1600 -luvulta verrattuna 2000- luvun vallitsevaan epämääräiseen ja kuvan tulkintaa häiritsevään maalaussuuntaan.

Ehkä kaipuu kvalian elämykseen selittää myös nykyisten videolaitteiden kehityssuuntia. Ihminen voi tyytyä noin kämmenen kokoiseen mobiiliruutuun, ja haluta samalla 40 – 50 tuuman tai isompiakin televisioita, mikä osoittaa aistien kummallisuuden ja joustavuuden. Suurissa televisioissa ollaan menossa kohti 4K resoluutiota (4000*4000 pistettä). Se vastaa elokuvateatterin resoluutiota. Kännykkäruudun vetovoima perustuu henkilökohtaisuuteen ja sosiaaliseen vuorovaikutukseen, ja isoilla TV ruuduilla jäljitellään tehostevetoisten viihde-elokuvien kokemusta (hyvä resoluutio ja kuvakoko johon voi psyykkisesti uppoutua). On tässä tottumustakin. Oma 11 tuumainen läppärini alkoi hajota, ja nyt opettelen käyttämään 15 tuumaista. Tulin hyvin toimeen pienemmällä, mutta nyt olen tottunut, enkä haluaisi sitä pienempää ruutua takaisin.

Tämä kirjoitus sai innoituksen Heikki Poroilan ideasta.

*) Puhun tässä sinisestä, sillä olen värisokea. Yleensä kirjallisuus ylistää kvalian voimaa vetoamalla punaiseen. Minulle punainen on aika mitätön juttu, mutta syvä sininen kärventää sielua. Taas esimerkki siitä, kuinka syvästi henkilökohtaista aistiminen on. 
**)  Myös flaamilaisten mestareiden yksityiskohtia korostavat maalaukset raastavat sielua. En ymmärrä, miksi. 

Ilja Repin: Odottamaton kotiipaluu. Wikimedia commons.

perjantai 5. toukokuuta 2017

Luddiitit taas vauhdissa

Koulun historiankirjoissa meille opetettiin, mitä olivat luddiitit. 1800- luvun alkupuolen englantilaisia koneensärkijöitä, jotka vastustivat teollista vallankumousta rikkomalla tekstiilitehtaiden koneita. Tarkempi asian penkominen näyttää rikkaamman kuvion. Koneensärkijöiden väitetty johtaja Ned Ludd lienee fiktiivinen hahmo. Ehkä hieman samaan tapaan kun irlantilainen ikkunansärkijä Patrick Hooligan. Ja luddiittien strategiat ja vaatimukset näyttävät sangen kirjavilta. Mutta joka tapauksessa teollistuminen herätti työläisissä levottomuutta, joka purkautui mellakoihin, ja joka johti myös työväenliikkeen syntyyn. On kiistelty siitä, olivatko juuri koneet työläisten kurjuuden syy, vai oliko syynä omistavan luokan ahneus ja rahanhimo. Eräät historioitsijat esittävät, että luddiitit olivat pikemminkin antikapitalisteja. Tai ehkä talouden ja työllisyyden heilahteluissa kyseessä oli luonnonvoimainen kehitys, jossa niin työläiset kuin insinöörit ja tehtaanomistajat olivat vain pelinappuloita.
Historiantunneilla luddiitit on kuitattu hyväntahtoisella ja hieman säälivällä hymähdyksellä. Olivatpa hassuja. Eikä koneet tosiaankaan rikkomalla lopu. Sitten asia on vaipunut liki unohduksiin. Kyllähän asiasta on keskusteltu myös Suomessa pitkin 1900 lukua. On pohdittu, aiheuttaako koneellistuminen työttömyyttä. Ja sen jälkeen on oltu huolestuneita automaatiosta. Jotenkin minusta vain tuntuu, että keskustelu on meillä ollut enemmänkin akateemista tuontitavaraa.

Syitä voi olla useita. Vuoden 1918 tapahtumat saattoivat hillitä keskustelua, aihehan on kapinanjälkeisessä Suomessa ollut arkaluontoinen. Toisaalta kapinaan lienee vaikuttanut enemmän maaseudun tilanne ja torpparikysymys. Suomi oli vielä agraarivaltio, ja kaupunkien vähälukuiset työläiset olivat suhteellisen hyvinvoivia ja koulutettuja. Viimeksi mainittu piirre tosin lisää herkkyyttä uusille aatevirtauksille. Ja ehkä sisällissota vaikuttaa muutenkin. Ehkä se sai porvarit käyttäytymään hillitymmin. Jotenkin näyttää myös siltä, että kapitalismi on kohdellut suomalaisia työläisiä helläkätisesti. Toisaalta Suomen teollistuminen 1800- luvun puolivälistä aina vuoden 2008 finanssikriisiin on ollutkin menestystarina, lukuun ottamatta yhtä tyhmyyksissämme itse aiheuttamaamme lamaa. Jaettavaa on riittänyt myös työläisille
Mutta nyt, kahdensadan vuoden hiljaiselon jälkeen luddiitit ovat taas ponnahtaneet esiin. Nyt ei rikota koneita, vaan puhutaan tekoälystä ja digitalisaatiosta. Ja nyt liikkeellä eivät olekaan tekstiilityöläiset, vaan journalistit, poliitikot ja muut ammattikommentaattorit. Ja syy on selvä. Nyt eivät uhattuna ole teollisuustyöläiset. Hehän ovat jo muutoksen veteraaneja, heidän lukumääränsä on pienentynyt tasaisesti jo muutaman vuosikymmenen, ja ne joilla edelleen on työtä, pärjäävät varsin hyvin. Mutta nyt muutos iskeekin valkokaulustyöläisiin: kaupan ja palvelujen työntekijöihin. Ja journalisteihin, joita on kuritettu jo vuosia. Luddiitit ovat tehneet luokkaretken.
Hyvä, tässä oli näyttämö. Mutta onko pelkästään uusi roolijako syy miksi meidän pitäisi kuulemma huolestua tekoälystä ja digitaalisaatiosta. Ja todella, PITÄÄKÖ oikeasti huolestua, ja mitä voisi tehdä? Ehkä asiaa on syytä katsoa tarkemmin. Muutama fakta.
Teollinen muutos on jatkunut länsimaissa jo yli 300 vuotta. Ja se on todella muuttanut maailmamme perin pohjin. Häiritseekö tässä sana ”teollinen”? Ehkä tilalle pitää laittaa sana ”taloudellinen”, tai joku muu neutraali sana. Sillä muutos toki jatkuu. Se on teknologinen, ja se on myös informaation yhä tehokkaampaa hyödyntämistä. Mutta joka tapauksessa, muutos jatkuu. Eikä tässä ole mitään uutta. Toki tietysti talouden arvontuoton rakenteet ja mekanismit muuttuvat toisen näköisiksi.
Talouden muutos on ennen kaikkea tuottavuuden kasvua. Marxin ajoista on puhuttu, miten kasvavan tuottavuuden hedelmät pitäisi jakaa. Kun koneet tekevät yhä enemmän ja yhä tehokkaammin työtä, ihmiset voisivat ehkä tehdä sitä hieman vähemmän. Työajan lyheneminen on ollut pitkä trendi. Sen jatkuminen on aivan mahdollinen vaihtoehto.
Myös robottiverosta ja vastaavista ohjaustoimista on puhuttu (tekoälyvero? xx euroa / IQ- megapiste?). Niiden ongelma on, että ne hidastavat talouden muutosta ja mahdollistavat tehottoman toiminnan jatkumisen. Globaalina ja vain globaalina se voisi mennä läpi, mutta samalla se mahdollistaisi myös tehottoman ja resursseja tuhlaavan luonnonvarojen käytön – ja se ei kyllä ole hyvä asia.
Emme elä suunnitelmataloudessa. Sitä on kyllä kokeiltu, mutta talous on aivan liian mutkikas ja oikullinen olio, jotta se onnistuisi. Sen takia talous toimii markkinaperiaatteella, jopa kiinalaisessa kommunismissa. Se taas johtaa kriisien ja nousukausien sykleihin. Niitä ovat 1900- luvun alussa nerokkaasti eritelleet Nikolai Kondratjev ja Joseph Schumpeter. Lyhyesti, homma käy seuraavasti. Kun teknologia ja informaation hyödyntäminen kehittyvät, vanhat talouden alat joutuvat ahdinkoon. Niiden rinnalle ilmaantuu ketteriä toimijoita, jotka osaavat sopeutua muutokseen. On inhimillistä ja surullista, että suurten organisaatioiden johtajat reagoivat lähes aina yksinkertaisen taloudenpidon keinoin: leikkaamalla kuluja, karsimalla toimintoja ja vähentämällä väkeä. Nämä toimet eivät auta muuttamaan toiminnan suuntaa, joten toimialan tuho on ennen pitkää edessä. Mutta samalla syntyy uutta toimintaa muualla. Juuri tätä sanotaan luovaksi tuhoksi. Työntekijöille se aiheuttaa tietysti ikävyyksiä.
Mutta eikö digitalisaatio ja tekoäly tuo mukanaan laadullisia muutoksia? Kyllä, ilman muuta! Luova tuho on laadullista muuttumista. Mutta tässä on mukana aika vanhoja asioita. Tekoälytutkumus käynnisyi jo vuonna 1956, ja kieltämättä viime aikoina on tapahtunut uutta edistystä. Digitalisaatio on jokseenkin yhtä vanha juttu, mutta kohde on uusi: palvelujen ja logistiikan automaatio. Uutta on uusi tehokas infrastruktuuri, tietoverkot.

Itse panisin toivoa siihen, että nämä uudet trendit auttavat käyttämään luonnonvaroja tehokkaammin ja johtamaan taloutta herkemmin.