Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Det bestemte integralet av den ikkelineære kurven mellom to tidspunkt tilsvarer volumet av vannet i litermålet. (Foto: (Illustrasjon: www.colourbox.no/forskning.no))
Jeg er nesten helt sikker på at du har en digital datamaskin hjemme hos deg. Den gjør beregninger med milliarder av transistorer.
Men jeg er også nesten helt sikker på at du har en analog datamaskin hjemme hos deg. Den gjør beregninger med vann.
Med kjøkkenkrana og et litermål kan foreta bestemte integral av ikkelineære funksjoner. Ordinanten styrer du med krana, abscissen er tida, og svaret samler du opp i et litermål.
Flytende datastrøm
Kjøkkenkrana og litermålet viser at datamaskiner - eller regnemaskiner, som de ble kalt den gangen de bestod av tusener av glødende radiorør - kan være noe annet enn transistorer, bits, enere og nuller.
En digital datamaskin hakker opp virkeligheten i adskilte tall. En analog regnemaskin virker annerledes. Den virker på virkelighetens premisser.
Den simulerer en flytende, kontinuerlig strøm av data med en annen, flytende og kontinuerlig strøm. Det er en direkte analogi mellom de to strømmene. Derav navnet analog datamaskin.
Analog lagring
Analogien kan være en mekanisk inskripsjon. En seismograf kan tegne rystende bølger av blekk på en strimmel. Blekkbølgene er analoge til jordskorpas skjelvinger.
Eller en grammofonrille kan tegne lydbølgen i vinyl. Analog lyd er ennå høyt verdsatt i en tid hvor lyd oftest hakkes opp i digitale tall, på CD-plater eller i mp3-filer.
Slik kan analoge datamaskiner lagre data. Analog datalagring er ikke bare enkel og forståelig. Den er også sikker. LP-plater vil fortsatt spille etter at en elektromagnetisk puls har slettet det digitale minnet på iPoden.
Moniac
Analoge datamaskiner kan også gjøre avanserte beregninger. Kjøkkenkrana og et litermål kan integrere. Det bestemte integralet av vannstrømmen er jo volumet av oppsamlet vann.
Kjøkkenkrana er et enkelt eksempel. Et annet fascinerende eksempel på en vanndatamaskin er økonomisimulatoren Moniac.
Bill Phillips med den analoge vanndatamaskinen Moniac. (Foto: London School of Economics/Wikimedia Commons)
Moniac ble bygget i 1949 av den tidligere krokodillejegeren, ingeniøren og økonomistudenten ved London School of Economics, William Phillips.
Delene kom blant annet fra gamle Lancaster bombefly fra krigens dager, hentet fra overskuddslagre.
Moniac var omtrent to meter høy, og bestod av tanker og rør av gjennomsiktig plast festet til en treplate.
Annonse
Analog simulator
På toppen var en stor tank merket statskassen. Fra denne rant vann gjennom rørene ned til andre tanker. En av dem var for eksempel merket helsevesen. Vannet var en analogi for penger.
Hvis økonomene ville bruke mer penger på offentlig helsevesen, var det bare å åpne krana. Andre rør førte motsatt vei. Ett av dem førte tilbake til statskassen. Det var merket skattlegging.
Moniac hadde et sinnrikt system av flottører, motvekter, elektroder og tråder som skulle simulere de samfunnsøkonomiske mekanismene ved å regulere vannstrømmene.
Opprinnelig ble Moniac laget for å undervise i økonomi. Økonomene ved London School of Economics fant ut at den også kunne brukes til å simulere hvordan økonomien utviklet seg i virkeligheten.
Kaotisk galskap
Navnet Moniac skal henspille på det engelske ordet for penger, money, den antikke datamaskinen ENIAC og det engelske uttrykket for galning, maniac.
Jeg sympatiserer med dette navnet. For noen år siden prøvde jeg nemlig å lage min egen Moniac, helt uten å vite om det gamle analoge forbildet. Den ble ganske maniac.
Pengemaskinen ble programmert som en simulator, der penger, folk, varer og tjenester fløt i gjennomsiktige rør mellom beholdere, merket for eksempel Offentlig arbeidsliv eller Norsk forbruker.
Jeg opplevde snart at jeg hadde tatt meg vann over hodet med Pengemaskinen. Systemet oppførte seg kaotisk.
Selv om jeg hadde programmert inn enkle økonomiske lover, ble resultatet ganske uberegnelig.
Den økonomiske krisen rammet Europa noen år etter at Pengemaskinen var lagt på is.
London School of Economics hadde på det tidspunktet helt sikkert langt mer avanserte simuleringsverktøy på datamaskinene enn gode gamle Moniac.
Jeg leste siden at selveste dronning Elisabeth hadde stilt et pinlig spørsmål under et besøk på London School of Economics: Hvorfor var det ingen som forutså den økonomiske krisen?
Må være nyttige
Det slo meg at det kanskje ikke først og fremst var programmeringen som sviktet da jeg laget Pengemaskinen. Kanskje den simulerte bedre enn jeg ante. Kanskje kaoset og uberegneligheten var virkelig.
Historien viser at både digitale og analoge simulatorer må bidra med noe mer enn simulering for å være nyttige. De må hente ut signaler av støyen, orden av kaos. Ellers er de uten nytte som intellektuelle verktøy.
Virkeligheten kan ikke kræsje
Pengemaskinen jeg laget og gav opp, viser en annen viktig forskjell mellom digitale og analoge datamaskiner.
Jeg kunne programmere den digitale Pengemaskinen helt ut fra mitt hode. Datamaskinen lystret blindt mine kommandoer.
En analog datamaskin kan også konstrueres av mennesker fra bunnen av. Men den fysiske verden setter grenser for hva som er mulig.
Den digitale datamaskinen fungerer ut fra en abstrahert virkelighet, løsrevet fra mikroprosessorene, det fysiske fundamentet.
Annonse
I et digitalt dataprogram kan du ved et uhell lage programlinjer som får den abstraherte virkeligheten til å bryte sammen. Maskinen kræsjer.
Den analoge, fysiske virkeligheten kan ikke bryte sammen. Den analoge datamaskinen fungerer på premissene til en ytre, fysisk virkelighet.
Noen må se
Dette gir ikke bare den analoge datamaskinen begrensninger. Det gir den også muligheter ut over seg selv.
Tenk på vannkrana og litermålet på kjøkkenet ditt. De ble laget for å tappe vann og måle opp mel eller melk.
Likevel fungerer de altså som deler i en matematisk integralmaskin. Hva må til for at de skal få den funksjonen? Noen som kan se nytten av å bruke dem slik. Med andre ord: Et tenkende menneske.
Vannet i Versailles
Her begynner den virkelig hjerneutvidende tankerekken. Krana og litermålet har altså skjult i seg de emergente egenskapene til en datamaskin. Krana og litermålet er delene i en kryptodatamaskin.
Hvor mange andre slike utilsiktede analoge kryptodatamaskiner finnes det der ute i verden? Et blogginnlegg av Alexander Trevi på nettstedet Humanity+ gir et fantasifullt og vakkert eksempel.
Han tar utgangspunkt i Moniac og en russisk sovjetisk vanndatamaskin som løste differensialligninger helt opp til midten av 1970-tallet. Den var nyttig for materialfysikk, blant annet for å unngå sprekker under støping av betong.
Hva om de intrikate vanningsanleggene i hagene i Versailles var simulatorer for tidens store samfunnsstrømninger, spør han poetisk.
Fontenene kunne bli store displays som viser hvordan handelen med koloniene stiger og synker, hvordan opprøret fra sultne borgere bølger gjennom gatene, og så videre.
Sydfasaden av Versailles, 1675. (Foto: (Maleri: Ukj. fransk maler, Wikimedia Commons))
Annonse
Helt naturlig
Også Versailles er et konstruert, kunstig anlegg. Kan det tenkes at emergente analoge datamaskiner også oppstår på helt naturlig vis?
En helt opplagt kandidat melder seg raskt: Livet selv.
I 1953 oppdaget James Watson og Francis Crick at arvestoffet DNA har struktur som en dobbeltspiral. Arvestoffet, genene, er kodet inn med fire nukleinsyrer.
Arvestoffet manifesterer livets unike, selvrefererende tilbakekoblingssløyfe: Det beskriver seg selv.
Spiral av kompleksitet
Men så enkelt er det heller ikke. Siden oppdagelsen til Watson og Crick har kunneskapen om DNA kveilet seg videre ut i en dobbeltspiral oppover mot økende kompleksitet.
DNA er ikke en isolert oppskrift på livet. Arvestoffet fungerer i vekselvirkning med proteinsystesen inne i cellen, og med påvirkning fra omgivelsene. Dette kalles epigenetikk.
På neste nivå er utviklingen av hver livsform intimt sammenfiltret i komplekse økosystemer. Forskeren og futurologen James Lovelock har til og med lansert idéen om at jordkloden er som en stor, selvregulerende organisme: Gaia.
Livet ser seg selv
Hvor mange analoge kryptodatamaskiner ligger latent i livets intrikate bioteknologi? Og hva må til for at de skal få den funksjonen? Igjen: Noe som kan se nytten av å bruke dem slik.
Først for noe få millioner år siden gjorde livet en ny omdreining på spiralen av kompleksitet som oppfylte dette kriteriet. Livet fikk bevissthet om seg selv. Livet fikk evnen til å vurdere sin egen nytte.
Nå er mennesket i full gang med å gjenskape livet som analoge datamodeller. Datamaskiner lærer med nevrale nettverk, som etterligner nettverkene av nerveceller i hjernen.
Kvantedatamaskiner utnytter blant annet mangetydigheten i mikrokosmos til å lage kodenøkler som aldri kan knekkes.
Analog og digital forenes
Jo mer vi lærer om vår egen hjerne, jo mer kan vi dessuten tvinges til å forene de to teknologiske paradigmene, analog og digital.
DNA er digitalt, med sine fire genbokstaver. Hjernen bruker både digitale og analoge løsninger. En nervecelle fyrer av et signal når den stimuleres over en viss terskel. Dette tilsvarer av-på-bryterne i transistorene i en mikroprosessor.
Men nervesignalene er mye mer subtile enn som så. Kontinuerlige variasjoner langs nervebanene har også betydning.
Tankestrømmene
Før eller siden vil vi skru spiralen enda et nivå opp mot høyere kompleksitet. Vi vil ikke bare oppdage analoge datamaskiner i nervetråder.
Vi vil lyse inn i mørket av det ubevisste og det halvbevisste, og se hvordan selve tankestrømmene renner gjennom nettverk av opplevelse.
