Täsmennetty monimutkaisuus

Täsmennetty monimutkaisuus (, TM) on älykkään suunnittelun teorian käsite, jonka kehitti matemaatikko ja teologi William Dembski. Dembskin mukaan täsmennetyn monimutkaisuuden ominaisuus tarkastelun kohteena olevassa asiassa viestii sen olevan älykkään suunnittelun tulosta.

Dembski ja tiedon luokittelu

Dembski esittää kirjassaan Intelligent Design että täsmennettyä monimutkaisuutta esiintyy, kun on olemassa suuri määrä ”eriteltyä tietoa”. Seuraavassa on Dembskin määrittelyä ”eritellyn tiedon” käsitteestä.

Suuri tietomäärä, alhainen eritelty tietomäärä. Esimerkiksi 10-kirjaiminen rakenne "dkownl el." Shannonin informaatioteorian mukaan satunnainen merkkijono sisältää suurimman mahdollisen määrän tietoa, koska sitä ei voida enää pakata lyhyempään jonoon. Kuitenkin jonon satunnainen luonne aiheuttaa sen, ettei jonolla ole merkitystä, joten se tieto on Dembskin mukaan ei-eriteltyä. (Huomaa, että 'merkityksellä' ei ole roolia Shannonin informaatioteoriassa.)
Korkea eritelty tietomäärä, vähän informaatiota. Esimerkiksi 10-kirjaiminen rakenne "aaaaaaaaa". Sarjassa on vähän informaatiota, koska se voidaan pakata pienempään merkkijonoon nimittäin '10a:ta'. Mutta koska se täyttää kuvion vaatimukset, on se erittäin tarkasti eritelty.
Tietty tieto. Esimerkiksi 14-kirjaiminen rakenne 'Rakastan sinua'. Sillä on sekä suuri informaatiosisältö, koska sitä ei voi pakata ja suuri eritellyn tiedon sisältö, koska se noudattaa tiettyä kaavaa (kielioppi). Tässä tapauksessa kuvio on merkityksellinen suomen kielen lause, yksi monista merkkijonoista, jotka yhdessä muodostavat vain pienen osan kaikista mahdollisista. Elävissä olioissa kaava, joka molekyyliketjuissa vastaa toimivaa biologista molekyyliä on vain häviävän pieni osa kaikista mahdollisista molekyyleistä.

Suunnittelusuodatin

Dembski määrittelee "design filterin" tavaksi, jolla karsitaan sattuma ja laki, jolloin jäljelle jää "tiettyä tietoa" eli "täsmennettyä kompleksista informaatiota". Dembski määrittelee täsmennetyn monimutkaisen informaation (TMI, engl. complex specified information, CSI)) sellaiseksi, joka sisältää paljon määriteltyä informaatiota ja jolla on pieni mahdollisuus esiintyä sattumalla. Täten mikään laki tai sattumayhdistelmä ei voisi sitä tuottaa. Dembski on laskenut pienen mahdollisuuden rajan tulokseen kaavalla:
[kaikkeuden hiukkasten määrä]* [hiukkastilojen muutosmäärä sekunnissa] * [kaikkeuden koko olemassaoloaika]
1080 * 1045 * 1025 = 10150
Hän kutsuu tätä todennäköisyyttä 1/10150 universaaliksi todennäköisyysrajaksi(engl. "Universal propability bound"). Vain kohde, jonka todennäköisyys on tämän rajan alle, voi perustellusti sisältää täsmennettyä monimutkaista informaatiota.

Dembski ei kuitenkaan käytä TMI:n tunnistamiseen minkäänlaista algoritmisen kompleksisuuden tason analysointiin liittyvää menetelmää, vaan sen sijaan hän eliminoi sattuman ja lain ottamalla tutkittavan kohteen tai ilmiön, ja vertaa sitä parhaaseen tunnettuun "ei-design"-hypoteesiin, jota on käytetty ilmiön selittämiseen.

Jos tämä "ei-design teoria" tuottaa erittäin todennäköisesti tutkittavan piirteen, on se "laki"
Jos "ei-design teoria" tuottaa asian "keskisuurella todennäköisyydellä", on kyseessä "sattuma".
Jos teoria tuottaa tuloksen merkityksettömän pienellä todennäköisyydellä (P<1:10150.), ja löytyy kaava, joka sopii tutkittavaan piirteeseen, vaikka on tästä ja "parhaan ei-suunnittelukaavan mekanismista" riippumaton, on kyseessä suunnittelu. Jos piirre ei ole kohteesta riippumaton, on kyseessä valheellinen spesifiointikaava (engl. fabrication). Jos oikeaa spesifiointikaavaa ei löydy, tulkitaan tulos sattumaksi, joskin suureksi sellaiseksi.

Dembskin mukaan täsmennetysti mutkikasta informaatiota ei synny sattuman, lain eikä yhtä aikaa vaikuttavan sattuman ja lain avulla.

Kaikkien vaihtoehtojen karsiminen

Tieteellisen näkökannan puolustajat vetoavat myös siihen, että Dembski väittää karsivansa "kaikki vaihtoehdot", mutta vertaaminen voidaan kuitenkin suorittaa suhteessa ainoastaan yhteen, "parhaaseen tunnettuun" selitysmalliin. Dembskin suodatin ei myöskään "eliminoi" sattumaa tai lainomaisuutta vaan ainoastaan luokittelee sen miten hyvin tämä "paras vaihtoehtoinen selitysmalli" selittää piirteen. Tämän vuoksi myös jokainen tuntematon luonnonlaki antaisi tulokseksi "suunniteltu". Historialliseen aineistoon viitaten "Dembskin filtteri" olisi menneisyydessä tulkinnut pilvet "suunnitelluiksi", kun ei tiedetty miten ilmaa raskaampi vesi voisi kohota taivaalle. Tältä kohdalta katsoen kaikki väitteet siitä, että Dembskin filtteri ei tuottaisi "vääriä tunnistuksia" – eli että voisimme jossain oloissa varmasti sanoa kohteen suunnitelluksi – ovat perättömiä. Tämän vuoksi Dembski on osoittanut älykkään suunnittelun vastustajista korkeintaan sen, että "emme tiedä kaikkea - lisätutkimuksia tarvitaan", mikä on ainoastaan Aukkojen jumala -argumentaatiota. Eikä filtteri yhdistä "suunniteltu" -leiman taakse älyä yhtään sen varmemmin, kuin mitä se liittyi menneisyydessä ilmaa raskaamman veden nousuun taivaalle - ja yhtä vähän se tarkoittaa siitä, että "Dembskin filtterin" läpäissyt asia olisi tieteen ratkaisemattomissa. Älykkään suunnittelun kannattajat vetoavat tässä tyypillisesti siihen, että he eivät falsifioi vastateoriaa, vaan tarjoavat parempaa paradigmaa eli selitysmallia sinne, mitä naturalistiset teoriat eivät selitä. Älykkään suunnittelun piirissä ei kuitenkaan ole tarjottu mitään selitysmallia: ominaisuuksiltaan rajaamaton, tavoitteiltaan ja mekanismeiltaan tuntematon suunnittelu ei kerro, miksi jokin asia on niin kuin se on eikä muuten. Näin ollen suunnittelu ei tee tutkittavaa ilmiötä tai piirrettä mitenkään ymmärrettävämmäksi. Dembski on myöntänyt, että ainakin toistaiseksi hänen mallinsa on tietämättömyyteen vetoava. Hänestä kuitenkin tietämättömyyteen vetoaminenkin on parempi vaihtoehto kuin uskomus siihen, että ongelmat olisivat ratkaistut. Dembski sanoi myöntävänsä tietämättömyyden ja että hänen vastustajansa väittävät ratkaisseensa ongelman vaikka eivät ole. 

Nykytieteen kannattajien mukaan Dembski käyttää väärin sanaa ”monimutkainen” siinä missä useimmat käyttäisivät termiä ”epätodennäköinen”. Hän määrittelee TMI:n olevan mitä tahansa, jonka esiintymisen todennäköisyys on alle 1:10150. Arvostelijoiden mukaan tämä sievenee kuitenkin käytännössä tautologiseksi väitteeksi: TMI ei voi esiintyä luonnollisesti, koska Dembski on määritellyt sen niin, joten todelliseksi kysymykseksi tuleekin esiintyykö TMI:tä luonnossa vai ei. Tämän osoittamiseksi Dembskin pitäisi näyttää, että biologisella piirteellä on erittäin pieni todennäköisyys esiintyä luonnollisesti mitenkään, mikä on erittäin vaikea, ehkä jopa mahdoton tehtävä ja mikä vaatisi, että kaikki muut mahdolliset teoriat kumottaisiin mukaan lukien myös ne, joita ei ole vielä keksitty.

Täsmällisyys, kompleksisuus ja todennäköisyydet

Väite siitä, että biologiset molekyylit olisivat ”täsmennettyjä”, on harhaanjohtava. Proteiinien aminohapoista voidaan muuttaa parhaimmillaan jopa 80 prosenttia, ilman että laskostuminen ja siten toiminnallisuus muuttuu jyrkästi. Dembski on keskittynyt evoluution epätodennäköisyyden ruotimiseen, eikä ole esittänyt "spesifiointikaavaa" (esimerkiksi jos selitettävä piirre on toiminnallisuus, ei sitä voida käyttää spesifiointikaavana).

On myös viitteitä siitä, että proteiinit eivät olisi "mahdottoman kompleksisia". Esimerkiksi älykästä suunnittelua edustavan Douglas Axen tutkimus "Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds", joka julkaistiin vuonna 2004, antoi tuloksen, että tiettyä toiminnallista ydintä toimintaa edustavat rakenteet proteiineissa ovat välillä 1: 1077 - 1:1053: Dembskin "universaali todennäköisyysraja" on moninkertainen suhteessa tähän, jolloin proteiinit eivät täyttäisi "design filtterin" vaatimaa kompleksisuutta.

CERN-johtajana toiminut Walter Thirring taas on arvioinut kirjassaan Cosmic Impressions - Marks of God in the Laws of Nature, että 1:1070 alkuräjähdyksistä on parametreiltaan sellaisia, josta meidän kaikkeuttamme muistuttava järjestelmä voi kehittyä. Kaikkeuden "hienosäätötasokaan" ei siis ole Dembskin määritelmän mukaiselle suunnitellulle riittävä. Tosin kun Dembski on kuitenkin laskenut universaalin todennäköisyysrajan kaikkeuden kvanttitason tapahtumien suhteen, on kyseenalaista voidaanko sitä soveltaa lainkaan kaikkeuteen itseensä.

Dembskin evoluution matemaattinen mallinnus ei ole evoluution tuntijoiden mukaan onnistunutta, jolloin hänen evoluutiomallinsa olisi pelkkä "olkinukke" eikä kuvaisi evoluution epätodennäköisyyttä oikein.
Proteiinien ei väitetä syntyneen tyhjästä "sattumalta" tai "kasautumalla lyhintä mahdollista reittiä", eikä Dembski ole esittänyt "patternia" joka spesifioisi perimän, jolloin ei ole mitään syytä pitää perimää TMI:nä. Ilman soveltamista väite perimän TMI:n luonteesta on siksi vain päätelmä, jossa alkuehto on yhtä kuin johtopäätös.

Todennäköisyyksiä esittäessään Dembskin tapana on ottaa jo tunnettu tilanne, palata lähtökohtaan ja laskea kuinka suuri todennäköisyys on sillä, että juuri kyseiseen, "täsmälliseen", tilanteeseen päädyttäisiin.

Teoreettisesta käsittelystä irrallaan kriitikot ovat myös sanoneet että matemaattinen malli joka ei sovi havaintoihin on joko virheellinen, väärä tai aiheen kannalta merkityksetön. He esittävät erilaisia mutaatioiden kautta syntyneitä ominaisuuksia joita Dembski esittää liian epätodennäköisiksi jotta voisivat syntyä luonnollisesti. Esimerkiksi vuonna 1982 B.G. Hall demonstroi että sokeria hajottavan geenin poistaminen ja bakteeripopulaation asettaminen sokeriliemeen nopeasti synnytti uuden sokeria hajottavan entsyymin.

Lisäksi matemaatikot ovat huomauttaneet, että Dembskin väitteet koskien informaatioteoriaa ovat virheellisiä, koska pääosa hänen esimerkeistään, jotka ovat Dembskin mielestä erittäin "kompleksisia" voidaankin pakata.  Ne edustavat pikemminkin suurta säännönmukaisuutta. Esimerkiksi Dembskin kuuluisa "Caputo-esimerkki" sisältää merkkijonon, jossa 40 tulosta kaikkiaan 41stä valinnasta antoi saman tuloksen. Näin ollen Dembskin TMI ei liittyisikään "kompleksisuuteen" vaan pikemminkin "säännönmukaisuuteen". Syy tähän on se, että sattuma tuottaa suurinta kompleksisuutta siksi, että näiden osuus mahdollisuusavaruuksista on suurin. Dembskin filtterin pätevyydelle, eli parhaan tiedetyn selitysmallin arviointiin ja luokitteluun tällä ei ole merkitystä. Tosin epäilyksiä herättää se, että suunnittelu Dembskin esimerkeissä ja luonnossa tunnistamassamme Suunnittelussa on algoritmisesti matalasti kompleksistaja Dembski kuitenkin yhdistää "TMI":n Daviesin "Kompleksiin spesifiin informaatioon", joka on nimenomaan algoritmisesti korkeasti kompleksinen. Toisaalta tämän saattaa selittää se että kriitikoiden mukaan Dembskin esimerkeille, myös Caputoesimerkin laskelmille, tyypillistä on myös se, että se ei aina edes käsittele muita kuin sattumahypoteesin, eli sen että Caputon valinnat johtuivat reilun kolikon heitosta, eikä käsittele muita mahdollisuuksia, jolloin hän ei itse asiassa osoita että se olisi TMI -informaatiota.

Thomas D. Schneiderin mukaan Dembskin teoria kertoo vain sen, ettei sileä funktio tuota uutta informaatiota.

Evoluutio ja TM-informaation tuottaminen

Dembski ja muut älykkään suunnittelun puolestapuhujat väittävät, että määritelty monimutkaisuus ei voi syntyä luonnollisesti ja on siksi luotettava osoitus suunnittelusta. Dembski perusteli sitä että luonnolliset prosessit eivät tuota informaatiota vaan ainoastaan siirtävät sitä muotoilemassaan "informaation säilymislaissa"(engl. "Law of Conservation of Information")
 Täsmennetty monimutkaisuus suljetuissa systeemeissä pysyy samana tai vähenee.
 Täsmennetty monimutkaisuus ei synny spontaanisti itseorganisoivissa systeemeissä(siinä mielessä kuin elämän synnyn tutkimuksessa käsitetään)
 Täsmennetty monimutkaisuus suljetussa systeemeissä on joko ollut systeemissä aina tai sitä on joskus lisätty siihen (joka tarkoittaa sitä että se ei ole aina ollut suljettu)
 Jos jossain luonnollisessa systeemissä on spesifistä kompleksisuutta se on peräisin ajalta kun se ei vielä ollut suljettu systeemi.

Erik Tellgren esitteli informaation säilymislain ongelmia 2002  Dembski kuitenkin huomautti että informaation säilymislakia on käyttänyt Peter Medavar vuonna 1984 ilmestyneessä kirjassa "The Limits of Science" kuvatessaan heikompaa lakia siitä että deterministiset lait eivät voi tuottaa uutta informaatiota.  Informaation säilymislain arvo on kyseenalainen koska ei käytetä tiedeyhteisössä eikä tiedekirjallisuudessa.

Tapa, jolla Dembski yrittää todistaa kohteiden sisältävän TM -informaatiota on laskea todennäköisyyksiä tunnettujen tai kuviteltavissa olevien hyödyllisten välivaiheiden etäisyyksistä. Älykkään suunnittelun vastustajat kiistävät voimakkaasti Dembskin TM-käsitteiden (engl. SC/SCI) järkevyyden. Heidän mukaansa ensinnäkin täsmennetty monimutkaisuus, kuten sen Leslie Orgel alkuperäisesti määritteli, on nimenomaan se, mitä evoluution väitetäänkin kehittäneen.  He perustelevat tätä sillä että luonnonvalinta hyväksyy vain hyvin rajoittuneen määrän emäsjärjestyksiä ja hylkää muut, jolloin se lisää järjestäytyneen informaation määrää. Älykkään suunnittelun kannattajien mielestä on kiistanalaista, päästäänkö tällä tavalla merkityksellisiin korkean tason tietoihin. Sen puolesta, että evoluutio tähän oikeasti pystyy puhuu se, että Dembski on lähes alusta asti myöntänyt evoluutioalgoritmien kykenevän tuottamaan TMI:tä, mutta vain siksi, että hyvyysfunktioiden mukana ”salakuljetetaan informaatiota”, ja että sama ei koske itse evoluutiota.  . Tällä kannanotollaan hän kriitikoiden mukaan unohtaa sen, että myös biologinen evoluutio saa informaatiota itse algoritmin ulkopuolelta. Ilman tätä ilmiötä – luonnonvalintaa – täsmennetyn monimutkaisuuden syntyminen olisi evoluution kannattajistakin mahdotonta. Jotta täsmennetyllä monimutkaisuudella voitaisiin perustella älykäs suunnittelu, on myös perusteltava vakuuttavasti, miksei yksikään luonnollinen tapahtumasarja voisi luoda kyseistä piirrettä.

Havaintojen edessä Dembski täydensi malliaan ja alkoi puhua erikseen oikeasta ja näennäisestä TMI:stä (actual CSI ja apparent CSI). Käsitteiden määritelmään kuuluu, etteivät evoluutioalgoritmit kykene tuottamaan kuin jälkimmäistä. Dembski ei tarjoa minkäänlaista keinoa erottaa oikeaa TMI:tä näennäisestä, joten kyseessä on kehäpäätelmä.

Dembski esitti kirjoituksessaan "Explaining Specified Complexity", että aktuaalisen ja näennäisen TMI:n samankaltaisuus ovat haaste tiedemaailmalle.

Kritiikkiä 

Oxfordin yliopiston professori, biologi, Richard Dawkinsin mukaan kreationistien logiikka on aina sama. Jokainen kaunis luonnonilmiö on tilastollisesti epätodennäköinen, liian monimutkainen, liian kaunis, liian kunnioitusta herättävä ollakseen syntynyt sattumalta. Suunnitelman vastakohta ei ole sattuma, vaan luonnonvalinta on parempi vaihtoehto.

Dawkinsin mukaan luonnonvalinta on kasautuva prosessi, jossa kukin vaihe on hieman epätodennäköinen muttei mahdoton. Kun tarkastellaan lopputulosta, se on erittäin epätodennäköinen. Tästä johtopäätöksiä tekevät kreationistit näkevät lopputuloksen yksittäisenä, kertaluonteisena tapahtumana. He eivät ymmärrä kasautumisen voimaa.

Lähteet

Aiheesta muualla 
William Dembski, Specification: The Pattern That Signifies Intelligence 
Mark Perakh, A Consistent Inconsistency

Älykäs suunnittelu