Gesimuleerde empathie is geen empathie

Deze boekrecensie is verschenen in technologietijdschrift De Ingenieur van september 2011

Miriam zit in een Amerikaans verzorgingstehuis met een babyrobotzeehond op haar schoot. Het beestje heeft een zachte witte vacht. De vrouw is neerslachtig. Ze is 72 en heeft een zoon die recent het contact met haar geheel heeft verbroken. Ander bezoek krijgt ze nooit. Ze aait het robotzeehondje en zegt: “Je bent bedroefd, is het niet? Het leven is hard. Ja, het is hard.” Het robotzeehondje draait zijn hoofdje naar haar toe, knippert een keer met zijn ogen en maakt een kirrend geluidje. De vrouw raakt even vertederd.

Dit is een van de vele voorbeelden die de Amerikaanse sociologe en klinisch psychologe Sherry Turkle geeft in haar jongste boek Alone Together. Turkle is als hoogleraar verbonden aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en onderzoekt al decennia hoe mensen omgaan met computers, internet, smart phones, robots en andere apparaten met ingebouwde intelligentie. Voor haar boek interviewde ze honderden kinderen en volwassenen.

De babyrobotzeehond in het Amerikaanse verzorgingstehuis heet Paro, een Japanse uitvinding. Paro zoekt oogcontact, volgt bewegingen en voelt aanrakingen. Omdat hij reageert al naar gelang hij wordt behandeld, geeft hij de indruk dat hij een eigen persoonlijkheid heeft en dat hij elementair fysiek contact kan leggen. Bovendien begrijpt het robotzeehondje ook nog ongeveer vijfhonderd Engelse woorden.

Prima toch, als een robotdier een eenzame oude dame een goed gevoel geeft?

Turkle schiet het ene na het andere gat in deze eenvoudige aanname. Uit haar jarenlange studie concludeerde ze dat verreweg de meeste ouderen, wanneer ze mogen kiezen tussen omgaan met een robotdier en omgaan met een mens van vlees en bloed, voor het laatste kiezen. Het leukste aan de onderzoekssessies met de robots vinden ze juist dat ze en passant aandacht krijgen van de onderzoekers die het robotonderzoek begeleiden en die hen vragen stellen over hun ervaringen met de robotdieren. Ze voelen zich weer nodig.

Het zijn de jongeren, de ouderen en de emotioneel en fysiek gehandicapten die het meest kwetsbaar zijn en voor wie robotdieren vooral in de markt worden gezet. Maar zij verdienen de best mogelijke menselijke aandacht en geen robotzorg die we ‘goed genoeg’ of ‘beter dan niets’ vinden, aldus Turkle. Robots delen niet in ons leven, worden niet geboren en gaan niet dood, voelen geen pijn, verdriet of geluk en zullen nooit verder komen dan primitieve gesimuleerde empathie. Ons brein is geëvolueerd met de diepe behoefte dat we andere mensen nodig hebben: menselijke gezichten, menselijke stemmen, menselijke aanrakingen.

Turkle bestudeerde niet alleen de omgang van mensen met robotdieren − beschreven in het eerste deel van haar boek − maar ook de invloed op de mens van nieuwe technologieën zoals e-mail, internet, mobiele telefoons en Facebook − beschreven in het tweede deel. Ze concludeert dat deze nieuwe technologieën, evenals de ‘sociale’ robotdieren, gemak en controle tot prioriteit hebben gemaakt ten koste van het rijke spectrum van menselijke gedragingen. Ze bieden de illusie van gezelschap zonder enig emotioneel risico, maar maken kwetsbare mensen in de praktijk alleen maar eenzamer.

“Gemeenschappen zijn gegrondvest in fysieke nabijheid, gedeelde zorgen, echte consequenties en gedeelde verantwoordelijkheden”, schrijft de sociologe en psychologe. De online-wereld schiet daarin schromelijk tekort. Veel technofielen en technologen bekijken de wereld alleen maar met een technologische blik. Turkle biedt ons de minstens zo noodzakelijke psychologische en sociale blik op de invloed van nieuwe technologie op ons leven. Alone Together is verplichte kost voor elke multitaskende multimediaburger. En wie is dat tegenwoordig niet.

Boekinformatie
Sherry Turkle: Alone Together − Why we expect more from technology and less from each other. Basic Books. 384 blz. $ 28,95. ISBN 9780465010219

Wiskundige Nobelprijswinnaars

De wiskunde moet het doen zonder een Nobelprijs, maar kent genoeg beloningen voor bedwingers van de Olympus.


Dit artikel is gepubliceerd in NRC Handelsblad van zaterdag 1 oktober 2011

Alfred Nobel nam in zijn testament uit 1895 geen Nobelprijs voor de wiskunde op omdat zijn vrouw een affaire had met de invloedrijke Zweedse wiskundige Gösta Mittag-Leffler. Dat is de anekdote die al een eeuw wordt doorverteld, die sommige wiskundigen ook heden ten dage nog geloven, maar waarvan al lang bekend is dat het een broodje-aap is. Nobel is nooit getrouwd geweest. De enige vrouw van wie bekend is dat ze een relatie heeft gehad met Nobel was de Weense Sophie Hess. Maar er is geen enkele aanwijzing dat zij ook maar iets heeft gehad met de wiskundige Mittag-Leffler. Niet alleen de liefde maakt blind, onze hang naar liefdesroddels − waar of niet − net zozeer.

Nee, de werkelijke reden dat er geen Nobelprijs voor de wiskunde bestaat, heeft niets te maken met de liefde. Nobel wilde zijn geld nalaten voor “belangrijke ontdekkingen en uitvindingen” in die vijf disciplines die het dichtst bij hem stonden. Daar zat de wiskunde niet bij. Nobel zag de wiskunde niet als een veld dat directe, praktische toepassingen voor de mensheid zou opleveren.

Dat dat laatste niet klopt, blijkt alleen al uit de wiskundigen die een Nobelprijs in een van de andere disciplines hebben gewonnen, meestal de economie, en uit het vaak sterk wiskundig geïnspireerde werk dat werd beloond met de hoogste eer in de natuurkunde. De bekendste wiskundige Nobelprijswinnaar is John Nash, het schizofreen geworden genie dat bij een breed publiek bekend werd door de bestseller A beautiful mind van Sylvia Nasar en de gelijknamige film. 

Nash verwierf faam met zijn speltheoretische werk dat draait om de vraag hoe twee rationele mensen met elkaar zullen onderhandelen. In 1994 ontving hij de Nobelprijs voor economie. 

Een ander beroemd geval is wiskundige Kenneth Arrow. In 1950 bewees Arrow dat het ideale kiesstelsel niet bestaat. Elk kiesstelsel dat voldoet aan de ideale principes van een democratie blijkt winnaars op te kunnen leveren die tegenstrijdig zijn met die ideale principes. Zo won in 1976 de democratische kandidaat Jimmy Carter de Amerikaanse presidentsverkiezingen van zijn republikeinse rivaal Gerald Ford. Ford had eerder de strijd voor de republikeinse presidentskandidatuur gewonnen van Ronald Reagan. Peilingen tijdens de presidentsverkiezingen tussen Carter en Ford gaven echter aan dat als de democraat Carter het direct had moeten opnemen tegen de republikein Reagan, Carter zou hebben verloren van Reagan. In een verkiezingssysteem met meerdere ronden, kan het kennelijk belangrijk zijn in welke volgorde de kiesronden plaatsvinden. Arrow ontving voor zijn overkoepelende sociale keuzetheorie in 1972 de Nobelprijs economie.

De grote wiskundige en filosoof Bertrand Russell won in 1950 de Nobelprijs voor nota bene de literatuur voor “zijn uiteenlopende en invloedrijke geschriften waarin hij op de bres springt voor humanitaire idealen en het vrije denken.” Verder ging een aantal Nobelprijzen in de natuurkunde naar sterk wiskundig geïnspireerd werk: onder andere de bijdragen aan de quantummechanica van Werner Heisenberg (Nobelprijs 1932) en Erwin Schrödinger (1933); de Nobelprijzen in de theoretische deeltjesfysica van Gell-Mann (1969) en Glashow, Weinberg en Salam (1979) waarin symmetrieën een belangrijke rol spelen; en niet te vergeten het Nobelprijswinnende werk van de Nederlandse natuurkundigen ’t Hooft en Veltman (1999) dat het wiskundige fundament legde onder de quantumstructuur van de elektrozwakke wisselwerking, een van de vier fundamentele natuurkrachten.

De wiskundeprijs die decennialang werd beschouwd als het equivalent van de Nobelprijs, is de Fieldsmedaille, uitgereikt sinds 1936. 

Hoewel die vergelijking qua status terecht is, kent de Fieldsmedaille andere spelregels. Ten eerste wordt de prijs niet jaarlijks toegekend, maar alleen eens in de vier jaar. Ten tweede mogen de winnaars niet ouder zijn dan veertig jaar. Dat is de reden dat Andrew Wiles, de Brit die na acht jaar eenzaam werk in 1995 het eeuwenoude vermoeden van Fermat op spectaculaire wijze oploste, naast het net viste. Hij was toen met zijn 42 jaar al te oud voor een Fieldsmedaille. Ten slotte ontvangt de winnaar van de Fieldsmedaille ‘slechts’ tienduizend dollar in plaats van de ruim een miljoen bij een Nobelprijs.

De rijke kruisbestuiving tussen wis- en natuurkunde blijkt trouwens niet alleen uit de Nobelprijzen natuurkunde met een wiskundesmaak, maar ook uit een wiskundeprijs met een natuurkundesmaak. In 1990 won de natuurkundige Edward Witten de Fieldsmedaille voor zijn wiskundige werk in de snaartheorie, een natuurkundige theorie die elementaire deeltjes als trillende snaartjes opvat.

Maar inmiddels is de wiskundeprijs die het meeste lijkt op de Nobelprijs, niet langer de Fieldsmedaille, maar de Abelprijs, sinds 2003 jaarlijks toegekend door de Noorse Academie van Wetenschappen en Letteren. 

Net als de Nobelprijs kent de Abelprijs geen leeftijdsgrens en bedraagt de prijs ongeveer een miljoen dollar. Overigens heeft nog nooit een Nederlander de Fieldsmedaille of de Abelprijs gewonnen.

Wat wiskundigen betreft moet Nederland het op de Olympus vooralsnog doen met twee halve wiskundigen, Jan Tinbergen en Tjalling Koopmans, waarvan de laatste ook nog een tot Amerikaan genaturaliseerde Nederlander was. Koopmans had wis- en natuurkunde gestudeerd aan de universiteiten van Utrecht en Leiden. Onder invloed van Tinbergen, die ook wis- en natuurkunde had gestudeerd, verlegde Koopmans zijn interesse naar de wiskundige economie. In 1940 vluchtte hij naar de vs, waar hij tijdens de Tweede Wereldoorlog de routes van onder militaire bescherming varende scheepskonvooien bepaalde.

Koopmans ontwierp in 1942 een wiskundige methode die optimale routes berekende en generaliseerde deze voor een grotere klasse van economische problemen. In 1975 ontving hij voor zijn werk de Nobelprijs economie. Tinbergen was hem in 1969 voorgegaan met de allereerste Nobelprijs economie, voor zijn grondleggende werk op het terrein van de econometrie, de wiskundige tak van de economie.

Overigens kent het equivalent van de Nobelprijs voor de informatica, de Turingprijs, wel een Nederlandse winnaar met een wiskunde-tint: wiskundige, natuurkundige, maar toch vooral informaticus Edsger Dijkstra in 1972. Dijkstra ontwikkelde onder andere het kortste-pad-algoritme, een efficiënte rekenmethode om de snelste route tussen twee locaties te bepalen. Dit algoritme ligt aan de basis van alle autonavigatiesystemen. 

Ten slotte heeft het Clay Mathematics Institute een miljoen dollar klaar liggen voor degene die een van de nog zes openstaande, in het jaar 2000 geformuleerde, wiskundige millenniumproblemen weet op te lossen. Lauwerkransen genoeg dus voor grote doorbraken in de wiskunde. Voor wie tenminste interesse heeft in meer dan eer alleen. De Rus Grigori Perelman, die het zevende millenniumprobleem oploste, weigerde in 2010 het miljoen, nadat hij in 2006 ook al de Fieldsmedaille had geweigerd. 

Internet

Fieldsmedaille

Abelprijs

Clay Mathematics Institute millenniumproblemen 

Turingprijs

BBC-documentary Brain Story

Watch here the beautiful 6-part BBC-documentary 'Brain Story' (2004) with neuroscientist Susan Greenfield as a guide.

Part 1: All in the mind

 Part 2: In the heat of the moment

 Part 3: The mind's eye

 part 3.1

 part 3.2

 part 3.3

 part 3.4

 part 3.5


 Part 4: First among equals
 Part 5: Growing the mind
 Part 6: The final mystery

Books of the world, unite!

Google has scanned and opened up access to an estimated 12% of all the world’s books. This unique dataset gives researchers in the humanities new ways to study cultural, historical and other trends. The new field this enables is known as ‘culturomics’. 

This article has been published in I/O Magazine september 2011

As an undergraduate in the late 80s, Jon Orwant wanted to build thinking computers. He was studying at the famous Artificial Intelligence Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology (MIT) near Boston. It was at that time that the ‘bad boy of robotics’, Rodney Brooks, was attempting − but failed − to build his cognitive robot child, COG, in the same lab, an endeavour that AI pioneer Marvin Minsky called ‘a PR stunt, not a project’. Orwant himself was working on a system to automate programming, but he switched to the MIT Media Lab in order to work on the Connection Machine, one of the first supercomputers to try the concept of parallel computing.

In the 90s he wrote a book on the Perl programming language. Afterwards, he edited and published a magazine devoted to the language. Orwant was the sole employee, using programs he’d written in Perl to do everything from answering subscriber questions to proofread articles and lay out advertisements. After this ‘fun, but not sustainable period,’ as Orwant calls it, he joined O’Reilly, the publishing company famous for its books for geeks and nerds. That’s how he started combining programming and publishing – or, as he puts it at the Google Netherlands headquarters on the 15th floor of the Viñoly Building in Amsterdam: ‘I was writing books about software and writing software about books.’

When Google announced its dream to digitise all the books in the world, Orwant was immediately excited. In 2005, when the company opened a Google office in Boston, he was one of the very first to join, and got to work creating a Google Books team there to complement the team at Google’s headquarters in California. He started as an engineer but is presently an engineering manager. Half of the time, however, he is still programming. Orwant: ‘I don’t want just to manage. I also want to program, to build things. Google is good at letting people do what they like and what they are good at.’

Ngram Viewer
Orwant did half of the programming work for a recently developed Google tool called the Ngram Viewer, which immediately attracted a lot of attention. Visit the Ngram Viewer website, set a time period and type a word or a series of words (a so-called ngram). Press ‘enter’ and the tool will create a graph showing how often the ngram occurs over time in the corpus of digitized Google Books.

On Orwant’s MacBook Pro we type in the two-word ngram (or bigram) ‘Alan Turing’. The output graph shows an exponential increase of books mentioning Alan Turing after 1960, with a decline after 2000. Strangely enough, we also see a small peak in the decade before Turing’s birth in 1912. Were there books that already knew that Alan Turing would be born? Orwant immediately wants to find out what is going wrong here. ‘I bet this is a metadata error,’ he says confidently. ‘It must be due to mistakes in cataloguing books.’ And yes, after he has checked the books that mention ‘Alan Turing’ apparently even before his birth, it turns out he is right.

Discovering cultural trends
Google originally developed the Ngram Viewer especially for two researchers at Harvard University. In December 2010 they published a paper in Science called ‘Quantitative Analysis of Culture Using Millions of Digitized Books’. Some interesting discoveries came to light. The researchers discovered that about half a million English words were used in books but had never made it into a dictionary. They also found that the English lexicon has nearly doubled over the past century, now amounting to more than a million words. And they visualized in a graph how the Nazis had suppressed the works of a large number of artists and academics. While the names of those individuals were still mentioned in English books, their use in German books from the same period fell sharply.

This type of analysis by means of huge numbers of books has been given the name ‘culturomics’. According to Science, the humanities researchers reacted ‘with a mix of excitement and frustration’. Some said that the new tools such as the Ngram Viewer ‘could become extremely useful’. Others saw their use for humanities research as ‘almost embarrassingly crude’. In any case, to stimulate researchers to use Google’s database of books, the company is now giving so-called Digital Humanities Research Awards of $50,000 to those who manage to convince Google of the innovativeness and the feasibility of their research plan.

Automatic idea extraction
The same day the article appeared in Science, the Ngram Viewer was publicly released on the Google Labs website. ‘The Harvard researchers had privileged access,’ says Orwant, ‘but it’s my job to see that nobody needs privileged access in the future. We want to make as much information available as possible to as many people as possible. As we digitise more and more books, the Ngram Viewer will get better and better. But we are not saying to the researchers: “We’re Google. Trust us.” We want to make sure that all data will be available at any time and that researchers ten years from now can verify results using exactly the same data set.’

Asked about his future plans for Google Books, Orwant explains that progress will take place in what he calls the Digital Humanities Stack: extracting more and more meaning from books. The Digital Humanities Stack is an imaginary stack with seven layers of abstraction. The lowest layer consists of the scanned pages. On top of this are the text and the pictures that have to be distinguished on the pages. The third layer consists of the letters, symbols and punctuation that the optical character recognition has to extract from the scanned pages. ‘Thinking about the digital humanities,’ says Orwant, ‘it is Google’s goal that no humanities researcher will have to bother about these basic three layers.’

The next four layers are increasingly harder for computers to interpret. The fourth layer has to do with the structure of the page (such as a table of contents or index), the fifth with the syntax of the text, and the sixth with the meaning: the semantics. ‘And finally,’ says Orwant, ‘on top lies the hardest layer of all for a machine to interpret: the layer of ideas.’ He tells of an exciting thought experiment: ‘Whereas Einstein came up with the theory of relativity on his own, Newton and Leibniz both invented calculus independently, almost simultaneously. Maybe the idea of calculus was in the air? Wouldn’t it be great to investigate whether calculus really was in the air back then by analyzing all the books from that period? Can we find traces in other books as well?’ Extracting ideas from books – and not just easy-to-find facts – would be Orwant’s ultimate dream.

Internet
Google Books: books.google.com
Google Books Ngram Viewer: ngrams.googlelabs.com/
Website about analyzing cultural trends using Google Books: www.culturomics.org
The ‘CATCH to eCATCH’ symposium (May 2011): www.nwo.nl/nwohome.nsf/pages/NWOP_8F7CSG_Eng
Google Awards, including the Digital Humanities Research Awards: research.google.com/university/relations/research_awards.html
Examples of award-winning projects: googleblog.blogspot.com/2010/07/our-commitment-to-digital-humanities.html

Google Books Statistics
The estimated total number of unique books in the world (as of the beginning of 2011):

• 129 million (with a minimum estimate of 3.1 million Dutch books)

Scanned by Google (as of the beginning of 2011):

• 15 million books (11.6% of the total), 168,000 of which are in Dutch 
• 5 billion pages 
• 2 trillion words 

Google cooperates with (as of the beginning of 2011):

• more than 40 major libraries 
• more than 30,000 publishers 

Jon Orwant is Engineering Manager for Google Books, Google Magazines and Google Patents and is responsible for Google’s Digital Humanities Research Award. He is working on Book Search, Patent Search, visualizations and the digital humanities. Orwant holds Bachelor degrees in computer science and cognitive science from the Massachusetts Institute of Technology (MIT). He earned a Master’s degree and a PhD in media arts & sciences, also from MIT. He worked as CTO for O’Reilly & Associates (2000–2002) and as Director of Research at France Telecom (2002–2006). He joined Google Book Search in Boston in 2006. Orwant was a keynote speaker at the ‘CATCH to eCATCH’ symposium in Amsterdam (20 May 2011).

BBC Horizon documentary "Fermat's Last Theorem" (1996)

Dangerous Knowledge

Watch below the wonderful BBC-4 documentary 'Dangerous Knowledge' (2008) about four great mathematicians (well, actually Boltzmann is rather a physicist than a mathematician):

Georg Cantor, Ludwig Boltzmann, Kurt Gödel and Alan Turing.

Cantor and Gödel went insane, Boltzmann and Turing committed suicide...so dangerous the pursuit of knowledge can be.

Part 1 of the documentary:



Part 2:



Part 3:



Part 4:



Part 5:

Who are you?

I just stumbled on an interesting old movie, part documentary and part drama: Victim of the brain (1988). The movie dramatizes some old philosophical question about brain & mind:

What is the relation between brain and mind?
What is consciousness?
What happens to you when your brain is removed and lives on in a vat? Are you still you?
Can mere matter think or feel?

The movie is partly based on the book The mind's I, edited by Douglas Hofstadter and Daniel Dennett. Both Hofstadter and Dennett appear in the movie. Hofstadter talks about his view on consciousness, brain, mind and free will. Dennett is the key figure in the dramatic part of the movie, which is based on Dennett's own story 'Where am I?'. The Pentagon hires him to remove a radioactive device deep in the earth. However, it's a special type of radioactivity that only affects the brain and not the rest of the body. Therefore, his brain is removed and kept alife in a vat, whereas his body is send on the mission to remove the radioactive device...See what happens...

The movie also adopts the short story The seventh Sally by Polish science fiction writer Stanislaw Lem. The whole movie can be seen below via Google Video's:



And here are the three parts from the same movie in which Daniel Dennett's brain is removed and turned into a brain in a vat: