התוכנה שחוזה את העתיד
האם אפשר לנבא היכן יתרחש משבר כלכלי בדיוק כפי שאנחנו מחשבים להיכן יעוף כדורסל מידיו של שחקן? יש מחקרים שמנסים לייצג את חוקי ההתנהגות האנושיים באופן מתמטי
בסדרת הספרים המפורסמת של ד"ר אייזיק אסימוב, מתאר סופר המדע הבדיוני את מדע הפסיכו-היסטוריה. באמצעות שימוש במדע זה, מסוגלות הדמויות לחזות את העתיד לקרות. לכאורה מדובר במשימה קלה במיוחד. אחרי הכל, חוקי ניוטון מסוגלים לנבא בדיוק היכן ומתי ייפול לקרקע כדורסל שהושלך מידו של אדם. ואכן, חוקי הפיזיקה הפשוטים מצליחים לחזות את דרך ההתנהגות של העצמים הדוממים בעולם, אך הם אינם מסוגלים לומר לנו כיצד יתנהגו בני-האדם עצמם. מהרגע שהכדור הושלך, אנו יכולים לחשב היכן ייפול. אך אין בידינו כל דרך לדעת בוודאות לאן יבחר האדם להטילו.
האמנם?
האמת היא שניתן לנבא את דרכי ההתנהגות האנושיות בדיוק די טוב, לפחות במצבים מסוימים. אם נציב אריה זועם מול אדם ברחוב, אנו יכולים לחזות במידה טובה של סבירות שאותו אדם יבחר לברוח לכיוון הנגדי. אם ניתן לחייל רובה ונשלח אותו לשדה הקרב, אנו יכולים להניח כי הסיכויים טובים שהוא יבחר לירות לכיוון האויב, ולא לכיוון כוחותינו. גם אלו חיזויים של העתיד, על אף שהם מתרחשים תחת סט של הגבלות ומצבים מוגדרים מראש. אך האם ניתן לשלב את המצבים האלו אחד בשני כדי לקבל תחזית גדולה יותר, כזו שתשקף את סל ההתנהגויות האנושי ותנבא במדויק מתי (ואיפה) יתקפו טרוריסטים או ייתרחשו משברים כלכליים?
בעת האחרונה מתחילים להצטבר מחקרים אשר מעידים כי יש סיכוי לכמת ולחזות את דרך ההתנהגות האנושית בעתיד. כפי שאנו משתמשים במתמטיקה כדי לייצג את חוקי הפיזיקה, כך יש מדענים המנסים לייצג את חוקי ההתנהגות האנושיים באופן מתמטי, ולגזור מתוכם משוואות המשקפות את העתיד לבוא.
הטרור המתמטי
אחד האירועים האמורים להיות קשים ביותר לניבוי וחיזוי הינו אירוע טרור. הדבר נכון גם כאשר יש בידינו ידע (התראה מראש) על חוליית טרור מסוימת הפועלת בשטח ישראל, ונכון כפליים כאשר איננו יודעים דבר על המחבלים. במקרה זה, לכאורה, איננו יכולים לעשות יותר מאשר לתגבר את ההגנות באופן קבוע ולחכות לטרוריסט שיחשוף את עצמו. אלא שמסתבר שגם טרוריסטים פועלים באופן הניתן לכימות מתמטי.
פיזיקאי בשם ניל ג'ונסון, מאוניברסיטת מיאמי, ערך לאחרונה מחקר שתוצאתו הייתה משוואה מתמטית אחת בודדה. משוואה זו עשויה לסייע לצבא ארה"ב – ואולי גם לצבאות אחרים – לחזות מתי יתקיימו התקפות טרור בשטחים הנמצאים תחת שלטון צבאי. כדי להגיע למשוואה, אספה קבוצת המחקר של ג'ונסון מידע על התקפות הטרור בעירק ובאפגניסטאן ומיקמה את הנתונים על גרף לפי הזמן. כאשר גובשה התמונה בדרך זו, היה ברור כי קיימת נטייה של אירועי הטרור לגדול בתדירות לאורך זמן, ובקצב אותו ניתן לחזות מראש.
ג'ונסון עיבד את הגרף שלו למשוואה מתמטית פשוטה, המסוגלת לחזות מתי יתרחש אירוע הטרור הבא לפי מרווח הזמן שבין שני אירועי טרור קודמים באותו אזור. מדובר, כמובן, בהערכה בלבד, אך היא תואמת את אירועי הטרור שהתרחשו עד היום, וקיים סיכוי טוב שהיא תתאים גם לאירועי הטרור הבאים.
המתמטיקה, אותה מלכה של המדעים, מסוגלת אמנם לתאר את כל המתרחש בעולם, אך היא אינה מספקת הסברים. המשוואה של ג'ונסון מתארת את העלייה בתדירות של אירועי הטרור, אך היא אינה מסבירה מדוע הם הולכים ועולים בתדירות במקום לקטון. כדי להבין את המגמה, עלינו לספק הסברים המסתמכים על הבנתנו את המציאות. במקרה זה, ג'ונסון מאמין כי המחבלים הולכים ומשתפרים בהוצאה לפועל של ההתקפות על בסיסי הצבא האמריקאי. הם לומדים להכיר את השטח טוב יותר, מבינים היכן נמצאות ההגנות החזקות ביותר ומתי מתקיימים חילופי המשמרות של החיילים בצריחים. מכיוון שכך, ככל שהזמן עובר והטרוריסטים מוציאים אל הפועל יותר אירועי טרור, כך יקטן משך הזמן בין פיגוע מוצלח אחד למשנהו. הם צריכים להתכונן פחות ולהתאמץ פחות כדי להצליח באותה המידה.
משוכנעים? צבא ארצות-הברית בהחלט התרשם, ומשרד ההגנה מביע עניין פעיל במשוואה של ג'ונסון. צי ארצות הברית מממן לג'ונסון מחקר גדול יותר בימים אלו, שיסייע להעריך באופן מדויק יותר את מספר החללים במערכות הלוחמה.
כל זה טוב ויפה, אלא שהמחקר של ג'ונסון מסתכל אחורנית בלבד ומנתח את מה שכבר קרה. נכון לרגע כתיבת שורות אלו (ובהתחשב במגבלות ידיעותיו של הכותב אותן), לא נעשה עדיין ניסיון על-ידי צבא ארצות-הברית לחזק את המגננות בבסיסים בימים מסוימים בחודש. במילים אחרות, אין בידינו עדיין הוכחה חותכת ליכולתה של המשוואה של ג'ונסון לנבא את דרך התנהגותה של קבוצה אנושית.
דו"ח מיוחד
השוטרים הגיעו למחסן בשעה 14:00 בדיוק. הם החנו את הניידת הסמויה בקרבת מקום וצפו בדריכות בסביבתם. תוך פחות משעה, הגיעה למקום חבורת צעירים חמושים במוט ברזל ארוך, בו השתמשו כדי לפרוץ את הדלת. המעצר היה מיידי, והתיעוד במהלך הפשע הפך את ההרשעה כמעט לאוטומטית. מערכת חיזוי הפשיעות פעלה בשנית.
כפי שניתן להבין מהתיאור לעיל, ג'ונסון אינו היחיד שניסה למפות את עתיד ההתנהגות האנושית. גם משטרת סנטה קרוז בקליפורניה פתחה בניסוי יוצא-דופן, שנועד להתריע מראש בפני השוטרים על דפוסי הפשיעה בעיר. המערכת הממוחשבת של משטרת סנטה קרוז מתבססת על מודלים שאמורים לחזות את השפעותיה של רעידת אדמה גדולה על העיר. התוכנה מחלקת את העיר לריבועים-ריבועים, כל אחד מהם בגודל של פחות ממאתיים על מאתיים מטרים, ומנסה להעריך את הסיכוי לפשיעה בכל אחד מהם, לפי יום ושעה.
עם תחילת הניסוי, ביולי 2011, הוזנו לתוך התוכנה נתוני המידע של שמונה שנות הפשיעה האחרונות. היא אמורה להפוך למדויקת יותר תוך זמן קצר, מכיוון שכל פשע חדש מוזן באופן יומי למערכת. בדרך זו היא מסוגלת להתריע כי הסיכון הגדול ביותר לפשיעה יהיה בין השעות שתיים לשלוש בצהריים, בקרבת מחסן מסוים. תפקידם של השוטרים מסתכם בלשלוח ניידת לאותו אזור.
התוכנה פותחה כתוצר של שיתוף-פעולה נדיר בין חוקרים מתחומים שונים: מתמטיקאים, אנתרופולוג וקרימונולוג. היא לומדת ומשתכללת כל העת, והתקווה הגדולה היא להפוך את תחזית הפשיעה לדומה לתחזית מזג-האוויר. ככל שהתחזית תהיה יותר רחוקה מההווה, כך היא גם תהיה מדויקת פחות. אך לפחות ברמה השבועית היא תוכל למפות בצורה סטטיסטית את האזורים הצפויים ביותר לפשיעה.
נכון להיום עדיין אין החלטה חד-משמעית האם התוכנה מבצעת את המצופה ממנה. אורך תקופת המבחן נקבע לשישה חודשים, כך שרק בינואר 2012 נדע סופית את תוצאות הניסוי. יחד עם זאת, כבר עתה ניתן לקבוע כי אחוז הפריצות לבתים בחודש יולי 2011 ירד אמנם ב- 27 אחוזים בהשוואה ליולי 2010. זוהי התחלה טובה, אך ייתכן כי מדובר בסטיית תקן תמימה ותו לא, ולכן חשוב להמשיך לבדוק את התוכנה גם בחודשים הבאים. אם בכולם תירשם ירידה דומה בתדירות הפשיעות, כי אז נדע שאכן הצלחנו לנבא את העתיד – ולו רק בצורה סטטיסטית.
הנבואה המפריכה את עצמה
גם אם התוכנה של משטרת סנטה קרוז תוכיח את עצמה, עולה שאלה מיידית: מה תהיה ההשפעה על הפושעים? המערכת, אחרי הכל, פועלת לפי דפוסים ידועים מראש, שהתהוו מתוך ניטור פעילותם של הפושעים מזה שנים. פושעים מתוחכמים במיוחד יבינו שעליהם לשנות את דפוסי פעילויותיהם כדי להצליח להתחמק מפני החיזוי של התוכנה.
נשמע פשוט? ובכן, לא כל-כך. ראשית, מדובר בדפוסים שהתקבעו מתוך אילוצי המציאות. מעטים הפושעים שיפרצו לחנויות בשעות היום, או אפילו בשעתיים שמיד לאחר סגירתן. פורץ שיחליט לבלבל את התוכנה בכך שיבוא לחנות בשעות היום, עתיד למצוא עצמו נעצר במהרה על-ידי המאבטחים, המוכרים או אפילו הקהל הסובב אותו. סוחרי סמים שיחליטו למכור את מרכולותיהם בקרבת סופר-מרקטים מכובדים כדי להתל בתוכנה, יגלו שתוך זמן קצר תוזעק לשם המשטרה בלאו הכי.
אפילו אם נניח מצב היפותטי שבו כל אזורי הפעילות הפתוחים בפני הפושעים זהים זה לזה בטבעם, עדיין עשויה התוכנה לזהות דפוסי פעילות שהפושעים עצמם אינם שמים לב אליהם, וגם אם היו שמים לב אליהם היו מתקשים לשנותם. כדוגמה לכך ניתן להביא את המשחק הפשוט ביותר בעולם – אבן נייר ומספריים – שתוכנה פשוטה מצליחה לנצח בו את בני-האדם שוב, ושוב ושוב.
אבן נייר ומספריים מוכר לנו כמשחק אשר אמור להיות מבוסס על אקראיות בלבד. אבן מנתצת מספריים, מספריים גוזרות נייר ונייר עוטף אבן. בכל סיבוב יש לכל שחקן סיכוי של שליש לנצח, סיכוי של שליש להפסיד וסיכוי של שליש להגיע לשוויון. זאת בהנחה ששני השחקנים בוחרים את הסימן לאותו סיבוב באופן אקראי לחלוטין. אך כפי שכבר למדנו בתחילת המאמר, בני-אדם לעולם אינם אקראיים לחלוטין. תוכנה המחפשת תבניות אנושיות למשחק, מצליחה לזהות אותן בקלות יחסית. רוב האנשים נוטים לפתוח את המשחק עם אבן, למשל. הם גם אינם נוטים לחזור על סימן כלשהו יותר מפעמיים, מחשש שיראו נטולי-יצירתיות. אחרים נוטים לחזור באופן בלתי-מודע על הסימן שיריבם בחר בסיבוב הקודם.
קיימות כיום תוכנות רבות אשר משתמשות בכל הנתונים הללו, ומצרפות אליהם את היסטוריית מאות-אלפי המשחקים ששיחקו כנגד יריבים אנושיים. הן מנסות לזהות את טיבו של השחקן האנושי, ולהתאים את עצמן אליו כדי להגיע לניצחון.
הסכמתי להקריב את זמני לטובת המדע ונכנסתי לתחרות כנגד תוכנה ששיחקה כבר יותר ממאתיים-אלף סיבובים כנגד בני-אדם דרך הרשת. מתוך ידיעתי את דרכי המשחק הרגילות של אנשים, ניסיתי להערים עליה במגוון דרכים. כל מהלך שעשיתי היה מחושב ומשוקלל מראש. ידעתי מה אני עושה בכל רגע. הייתי בטוח שאני מבין איך היא חושבת. התוצאות במקרה הגרוע ביותר היו אמורות להיות אקראיות: שליש ניצחונות, שליש הפסדים, שליש שוויונות.
המציאות הייתה שונה מאד.
התוכנה הצליחה לנצח אותי ב- 26 סיבובים, לעומת שבעה ניצחונות שלי ועוד תשעה שוויונות. אם המשחקים היו באמת אקראיים, הרי שהיא לא הייתה אמורה לנצח יותר מ- 14 פעמים במהלך 42 הסיבובים ששיחקנו. התוכנה למעשה כמעט והכפילה את סיכויי ההצלחה שלה, בכך שהצליחה לנחש את הכוונה שמאחורי כל מהלך שלי.
רוצים שיהיה לכם סיכוי לנצח למרות אנושיותכם המגבילה? אין קל מזה. קחו קובייה בעלת שש פאות, וגלגלו אותה בתחילת כל סיבוב. אם היא תיפול על 1 או 2, בחרו אבן. אם 3 או 4, בחרו נייר. ואם 5 או 6, בחרו מספריים. התוכנה אינה מסוגלת להתמודד עם אקראיות טהורה, ולכן כאשר נקטתי בשיטת משחק זו קיבלתי תוצאה הקרובה מאד לשליש ניצחונות, שליש הפסדים ושליש שוויונות. אבל לפחות היה לי סיכוי. המסקנה היא שהסיכוי היחידי של הפושעים לנצח בעקביות את התוכנה הוא באמצעות יישום אקראי של פשיעה - וקשה מאד להגיע לאקראיות אמיתית במציאות.
כך שיש כבר היום תוכנה המסוגלת לחזות ולנבא לא רק את התנהגותה של קבוצת אנשים שלמה (בה ניתן להזניח את התנהגותם של השונים והמוזרים, ולהתרכז בהתנהגות הרוב), אלא גם את דרך פעולתו של היחיד. מדובר אמנם בפעולה תחת מגבלות של משחק פשוט בעל שלוש בחירות בלבד, אך יכולת הניבוי של התוכנה גם במקרה זה מדגימה את עוצמתה.
אנו נכנסים בימים אלו לעידן המחשבים הלומדים. מחשב-העל ווטסון הצליח לאחרונה לנצח במשחק הטריוויה ג'פרדי באמצעות קריאה במאגרי מידע שהיו כתובים בשפה האנושית. היום מופנים כל משאביו לקריאה בספרי הרפואה הקיימים כיום, מתוך מטרה להפוך אותו לד"ר האוס בלי הצליעה והמרירות. השלב הבא יהיה להפנות את עוצמת החישוב שלו לקריאת כל ספרי ההיסטוריה והביוגרפיות, בניסיון למצוא מודל שיתאר את ההווה וינבא את העתיד לבוא. ואולי הוא אפילו יצליח.
ל"ו צדיקים
הראנו כי המחשבים מסוגלים להשתמש במודלים מתמטיים כדי לחזות את פעולותינו במידה מוגבלת. אך מודלים אלו מושתתים תמיד על העבר, ועל הנחתו העתיקה של קוהלת כי 'מה שהיה הוא שיהיה, ואין חדש תחת השמש'. זוהי ראיית עולם פטליסטית, שנכונה רק בחלקה. רוב בני-האדם נוטים אמנם ללכת עם הזרם ועם ההמון. אך מפעם לפעם נולד אדם שונה – כזה שלא ילך בעקבות הזרם, אלא יחצוב אפיק חדש באדמה הצחיחה, ואם יהיה צורך גם ימלא אותו במים או בדם.
אנשים כאלו הופיעו לכל אורך ההיסטוריה. אלו היו יוליוס קיסר, שבמו ידיו הפך את הרפובליקה הרומאית לקיסרות. נפוליאון שהפך את צרפת למעצמה והחריבה במו ידיו. קיסר הונג-וו שהיה בנעוריו איכר פשוט, והצליח להנהיג מרד ולכבוש את כס המלוכה הסיני בחוכמתו ובכוח אישיותו. וכן, גם בן-גוריון שהקים מדינה דמוקרטית למופת מאין ומאפס.
אני מכנה אנשים אלו בשם 'צדיקים'. לא משום שהם טובים יותר מוסרית מחבריהם (למעשה, רובם רחוקים מלהיות דמות מודל להתנהגות מוסרית), אלא כנגזרת של האמונה היהודית ב- 'ל"ו צדיקים': 36 צדיקים נסתרים הנולדים בכל דור, ולהם היכולת לחולל ניסים ולהכריע גורלות. אלו האנשים המסוגלים לשנות את העולם ואת מהלכו מקצה עד קצה.
נכון להיום, גופים בינלאומיים שונים אשר עוסקים בחקר עתידים (כולל המרכז לחיזוי טכנולוגי באוניברסיטת תל-אביב, שבו יש לי הכבוד והזכות לחקור את העתיד), מייחדים חלק ממאמציהם לזיהוי מאורעות או אנשים יוצאי-דופן המביאים לשינוי עוצמתי ופתאומי של המגמות הקיימות. אך למרות כל הניסיונות, אנו מגלים כי קשה עד מאד לחזות את מעשיהם של מחוללי הנפלאות הללו, או מאין יגיחו. ייתכן בהחלט שחלקם משמשים רק כזרזים לפריצתם מאורעות גדולים, כדוגמת דפני ליף שאינה נתפסת כמנהיגה אך הצליחה להצית את המחאה הגדולה ביותר בתולדות ישראל. במקרה זה, קשה יהיה גם לסווג אותם לפי תכונות מסוימות באמצעותן ניתן לזהות מנהיגים פוטנציאליים.
מגבלות חיזוי העתיד
מכל האמור לעיל, ברור כי כבר בעשורים הקרובים נצליח להגיע לגרסה מוגבלת של מדע הפסיכו-היסטוריה של אסימוב. באמצעות שימוש במחשבי-על משוכללים וחכמים במיוחד נוכל לחזות את מהלך ההיסטוריה במידה מוגבלת – אך עדיין ברמה כזו שתוכל לשרת אותנו.
ומה לגבי הצדיקים, המסוגלים לשנות את מגמות העבר? לעולם לא נוכל לחזות את בואם מבעוד מועד, אך נוכל להעריך מראש את השינוי שיעשו ולהתכונן לקראתו. גם הנביא הגדול ביותר, 'בתוך עמו הוא חי'. אך הניצחון וההישג הגדול ביותר של האנושות יהיה אם לא נחכה בדריכות לבואם של הצדיקים, הזרזים, המשנים. ככל שרבים יותר מאיתנו יקבלו אחריות על המצב הקיים וינסו לשנותו לטובה ולו רק במעשים הקטנים והיומיומיים שלהם, כך נהיה קרובים יותר לעתיד של קיימות ושל אחריות הדדית.
בסופו של דבר, העתיד בידינו לשנותו.
פורסם במקור בבלוג של רועי צזנה, מדע אחר .
