Blogginlägg: Slumpen gynnar det (teoretiskt) förberedda sinnet Data är stort, maskiner lär sig, så vad är teori värd egentligen? Drivs inte de flesta upptäckter ändå av slump, där teorin mest fungerar som en "post-mortem"? Jag hävdar att denna syn underskattar teorins värde. tl; dr Det är en vanlig refräng att teori följer praktik, nästan som en "post-mortem", vilket får många att ifrågasätta teorins värde, särskilt i vår moderna, datatunga värld. Varför investera i teori? Jag tror att detta tankesätt härstammar från en alltför snäv syn på den kausala upptäcktskedjan. Om du zoomar ut kan du se de otaliga sätt som teorin är motorn som driver uppfinnare till nya upptäckter. Jag hävdar att vi behöver bevara en plats för teori i vår moderna värld, annars riskerar vi att tappa bort vissa lärdomar om hur vetenskap och samhälle utvecklas. Teorin är i dålig skick nuförtiden. Efter 1900-talets triumfer, när vi har gått mot att studera komplexa system som kanske nu börjar avslöja sina hemligheter för maskininlärning, tycker jag det är modernt att fråga varför vi ens bryr oss om teori – låt oss bara samla all data och låta några GPU:er berätta vad allt betyder. Detta tankesätt är dock inte nytt för AI-eran. Versioner av argumentet att teori har begränsat värde eftersom den ofta kommer efter att ingenjörer gjort alla praktiska framsteg har funnits så länge jag kan minnas. I grund och botten är teorin som en "post-mortem" för att förklara hur saker fungerar för ett par intellektuella långt efter att dess användbarhet har fastställts. Till exempel: Jag tror att dessa argument uppstår ur en alltför snäv syn på framsteg. Problemet är att tidsskalorna för tillämpningarna av teorin faktiskt är så långa att vi blandar ihop orsak och verkan. Låt oss ta exemplet ovan med kretsar och Maxwells ekvationer, ekvationerna som styr elektrodynamiken. Ja, kretsar är definitivt äldre än Maxwells ekvationer, så om man ser på det sättet, ja, det är en "post-mortem". Låt oss zooma ut lite. Satte folk bara ihop metallbitar slumpmässigt och upptäckte att de bildade kretsar? Inte alls! Vid den tiden låg idén (teorin, om man så vill) att elektricitet var en vätska (Ben Franklin) som kunde röra sig från en plats till en annan, till grund för kretsdesign. Jag är inte säker, men jag antar att den teorin låg till grund för kretsar. Vi kan göra samma övning på andra sidan. Ta Marconis uppfinning av radion. Var hans uppfinning bara resultatet av slumpmässigt pillande? Inte alls. Hans arbete byggde redan starkt på vågteorin för elektromagnetisk strålning (bekräftad av Hertz), utan vilken det helt enkelt inte skulle finnas något sätt för honom att göra några framsteg alls. Jag kan anta att dessa teorier var väl etablerade, troligen till den grad att de togs för givna. Man kan förstås hävda att vi inom livsvetenskaperna förlitar oss mycket mer på experiment och slump, så teorins relevans är lägre. Jag tror att det finns en känsla av att vi därför borde experimentera mycket mer. Se till exempel en tweet från @RuxandraTeslo, gjord med hänvisning till ovanstående tweet om teorieftersläpning i praktiken. Jag är definitivt sympatisk i denna punkt, och jag håller med Teslo om att vi behöver mycket mer experimenterande. Och slumpen tas ofta upp i samband med läkemedelsutveckling. Men här är saken: utrymmet för alla möjliga experiment är omöjligt stort, och teorin fungerar som en (ibland osynlig) vägledare genom detta utrymme. Låt oss titta på penicillin, ett till synes klassiskt fall av slump: Fleming lämnar en petriskål framme, som blir möglig, och möglet dödar bakterierna. Därifrån härleds penicillin, och en ny era inom medicinen föds, till synes av en slump, oavsett de särskilda detaljerna ("verkningsmekanismen") genom vilka penicillins effekter medieras. Men även här är mönstret faktiskt detsamma. Zooma ut lite, och själva grunden för denna upptäckt är sjukdomens bakterieteori, som Pasteur bildade cirka 60 år tidigare. Utan bakterieteorin skulle det inte finnas någon grund för att denna observation skulle ha någon som helst betydelse. Zooma också åt andra hållet: att upptäcka den genetiska grunden för penicillinresistens är avgörande för den molekylära kloning som drev bioteknikfältet. Samma sak gäller cancerkemoterapier. Cisplatin upptäcktes genom att notera att en elektrod hade effekten att stoppa bakterier från att dela sig, så resonemanget var att det kunde påverka celldelning vid cancer. Men hela denna kedja bygger på själva vetskapen att cancer är en sjukdom i våra egna celler som delar sig okontrollerat. Faktum är att man under större delen av mänsklighetens historia trodde att cancer egentligen var en sjukdom orsakad av främmande föremål eller inre obalanser i kroppsvätskor. Den konceptuella innovationen krävdes för att någon skulle kunna göra de kopplingar som krävdes för att inse betydelsen av observationen. Hur som helst, återigen, inget av detta betyder att slumpen inte spelar någon roll, eller att vi borde ha färre snarare än fler kliniska prövningar (jag skulle definitivt hävda motsatsen). Men jag tycker att vi mitt i all entusiasm kring högkapacitetsdatainsamling, maskininlärning och liknande, bör vara försiktiga så att vi inte underskattar värdet av teori. Vi kanske inte ser det omedelbart, eller ens på kort sikt, men vi ignorerar teorin på egen risk. Det är det som förbereder vårt sinne att förvandla förändring till slump. PS: Det är också anmärkningsvärt att alla dessa upptäckter gjordes av personer som var djupt förankrade i sina discipliner. Det här var inte slumpmässiga personer som gjorde slumpmässiga saker. Det var verkligen människor med förberedda sinnen. Det finns en ström av anti-etablissemangskänsla som säger att utbildningsinstitutioner håller tillbaka kunskap och framsteg. Jag tror att bevisen helt enkelt inte stöder den uppfattningen.