Nguồn gốc và thí nghiệm của Luật Khỉ vô hạn Nguồn gốc và thí nghiệm của Luật Khỉ vô hạn

Nguồn gốc và thí nghiệm của Luật Khỉ vô hạn

Nhà xuất bản Leviathan:

Theo phương pháp tính toán được giới thiệu trong bài viết - ví dụ, một con khỉ sẽ mất thời gian dài hơn tuổi thọ của vũ trụ để đánh máy các tác phẩm của Shakespeare, vì vậy chúng ta thực sự có thể coi đây là một "sự kiện bất khả thi". Tuy nhiên, điều không thể này chỉ là kết quả gần đúng với xác suất cực kỳ nhỏ, do đó có những hạn chế rõ ràng. Khi chúng ta cảm thấy một khoảng thời gian nào đó dài đến nỗi tưởng như vô tận, có lẽ chỉ vì cuộc đời chúng ta quá ngắn ngủi, thế thôi.

Thật sự rất khó để hoàn thành nhiệm vụ này khi có một con khỉ gõ bàn phím một cách ngẫu nhiên. Nhưng chúng ta luôn bỏ qua một điểm: Shakespeare, người đã viết nhiều tác phẩm, theo một nghĩa nào đó, cũng là kết quả của quá trình tiến hóa từ loài khỉ thành con người (ít nhất là hầu hết mọi người hiện nay đều tin như vậy). Liệu một sự thật không thể chối cãi như vậy có thể chứng minh được tính hợp lệ của Luật Khỉ Vô Cực không? Chúng ta có nền văn minh hiện đại thông qua quá trình tiến hóa, vậy động lực thúc đẩy quá trình tiến hóa đến từ đâu?

Tất nhiên, đây lại là một câu hỏi khác.

Ý tưởng cho rằng ngay cả hành vi hoàn toàn ngẫu nhiên cũng có thể tạo ra kết quả phức tạp nếu có đủ thời gian đã có từ hàng ngàn năm trước, nhưng nó cũng từng bị chỉ trích trong quá khứ. Ví dụ, Cicero đã đưa ra tuyên bố sau trong tác phẩm De Natura Deorum (Về bản chất của Chúa), xuất bản năm 45 trước Công nguyên:

Khi con người đối mặt với mọi thứ trên thế gian, liệu có ai thực sự tưởng tượng rằng những chuyển động riêng biệt, cụ thể của mọi thứ xuất phát từ một sức mạnh tự nhiên hay sự hấp dẫn tự nhiên của mọi thứ không? Khi mọi người đứng trước thế giới được trang trí đẹp đẽ này, liệu có ai thực sự nghĩ rằng thế giới này được tạo nên từ một loạt các sự kiện ngẫu nhiên không? Nếu ai tin vào điều này, thì người đó cũng phải tin rằng khi chúng ta làm ra hàng chục hoặc hai mươi chữ cái trong bảng chữ cái bằng vàng hoặc một số vật liệu khác và ném một số lượng lớn các chữ cái nhân tạo lên không trung, khi những chữ cái này rơi xuống đất, chúng sẽ tạo thành một tác phẩm sử thi rõ ràng và có trật tự của Quintus Ennius, The Annales. Tôi nghi ngờ liệu tôi có thể thoát khỏi tình trạng này và viết được dù chỉ một dòng thơ theo cách này hay không. Nếu đúng như vậy, làm sao những người này có thể khẳng định rằng thế giới được tạo thành từ một tập hợp ngẫu nhiên các hạt cơ bản... Nếu một số lượng lớn các hạt ngẫu nhiên có thể tạo nên thế giới của chúng ta, vậy tại sao chúng lại không thể tạo thành hiên nhà, đền thờ, nhà cửa và thành phố? Loại hạt nào dễ tổng hợp và dễ sản xuất hơn? Quay trở lại thời hiện đại, phiên bản mới nhất của ý tưởng này đã phát triển thành hình ảnh những chú khỉ gõ lại các tác phẩm của Shakespeare trên máy đánh chữ, nhưng không rõ ai là người đầu tiên đưa ra tuyên bố này. Bạn có thể thấy rất nhiều trích dẫn cho thấy nguồn sớm nhất của tuyên bố này đến từ Thomas Henry Huxley, một nhà sinh vật học và nhà giải phẫu so sánh thế kỷ 19, sinh năm 1825 và mất năm 1895. Ông có biệt danh là "Chú chó Bulldog của Darwin" vì ông luôn bảo vệ thuyết tiến hóa và khá hiếu chiến.

Thomas Henry Huxley (1825-1895). © Wikimedia Trên thực tế, vào ngày 23 tháng 11 năm 1859, một ngày trước khi Darwin xuất bản Nguồn gốc các loài, Huxley đã viết cho Darwin rằng ông đã sẵn sàng: "Tôi đã hoàn thành cuốn sách của ông ngày hôm qua... Nếu cần, tôi sẵn sàng vung một cây gậy lớn để hỗ trợ ông... Còn đối với những con chó lai sẽ sủa ông, khi ông đối mặt với chúng, hãy nhớ đến một số người bạn của ông... Và chúng phải là những kẻ giỏi chiến đấu... Chúng sẽ giúp ông đứng vững. Để chuẩn bị đầy đủ, tôi đang mài sắc móng vuốt và mỏ của mình."

Về thuyết con khỉ vô hạn, nó xuất hiện vào ngày 30 tháng 6 năm 1860, khi Huxley tranh luận với Giám mục người Anh Samuel Wilberforce, hoặc ít nhất là lịch sử phổ biến ghi lại đó là một cuộc tranh luận. Trên thực tế, sẽ chính xác hơn khi nói rằng hai người họ đã tham dự một buổi thuyết trình tại Đại học Harvard, sau đó là một cuộc thảo luận mở trong đó một số nhà khoa học nổi tiếng đã chia sẻ ý tưởng của họ.

Chủ đề thảo luận vào thời điểm đó là học thuyết mới của Darwin, và tình hình hoàn toàn trái ngược với ấn tượng thường thấy về những cuộc thảo luận như vậy ngày nay. Ví dụ, bài phát biểu của Giám mục Wilberforce thực ra tập trung nhiều hơn vào giá trị khoa học của lý thuyết, chứ không tập trung vào nội dung tôn giáo như mọi người vẫn tưởng.

Trên thực tế, điều này không có gì đáng ngạc nhiên. Nếu bạn tìm hiểu về "Cuộc tranh luận về thuyết sáng tạo và thuyết tiến hóa" nổ ra ngay sau đó, bạn sẽ thấy rằng hầu hết các nhà thần học Cơ đốc giáo trên thế giới vào thời điểm đó không tin rằng có bất kỳ mâu thuẫn lớn nào giữa thuyết tiến hóa và Kinh thánh, bởi vì Kinh thánh không mô tả cụ thể cách Chúa tạo ra các sinh vật sống, mà chỉ ghi lại trình tự chung mà Chúa tạo ra thế giới. Trong những ngày đầu của cuộc tranh luận này, theo quan điểm của Cơ đốc giáo, xung đột nhỏ duy nhất giữa thuyết sáng tạo và thuyết tiến hóa là nhu cầu làm rõ về thang thời gian.

Dù sao đi nữa, hãy quay lại cuộc thảo luận năm 1860. Tại một thời điểm nào đó trong cuộc thảo luận, Wilberforce được cho là đã đưa ra lập luận kinh điển rằng “sự tồn tại của một chiếc đồng hồ ngụ ý sự tồn tại của một thợ làm đồng hồ”—nói cách khác, một hệ thống phức tạp như vậy không thể phát sinh một cách ngẫu nhiên. Huxley được cho là đã bác bỏ điều này và đề xuất kịch bản sau:

Sáu thứ vĩnh cửu… Đưa cho một con vượn sáu chiếc máy đánh chữ vĩnh cửu, cùng vô số giấy mực, và nếu chúng có đủ thời gian, chúng có thể vô tình viết ra một bài thơ, một bài thơ sonnet của Shakespeare, hoặc thậm chí là một cuốn sách… và chúng sẽ chỉ nhấn ngẫu nhiên các nút máy đánh chữ. Vậy, lý thuyết con khỉ vô hạn có thực sự xuất phát từ Huxley không?

Có vẻ như không phải vậy.

Bạn phải nhớ rằng mặc dù đây có lẽ là một trong những cuộc tranh luận khoa học nổi tiếng nhất trong nhiều thế kỷ, nhưng thực tế là không ai vào thời điểm đó nghĩ đến việc ghi chép chi tiết những gì mọi người đã nói trong suốt cuộc thảo luận. Vào thời điểm đó, đây chỉ là một cuộc thảo luận khoa học công khai thân thiện. Đây không hẳn là tin tức giật gân nên không ai ngồi trong cuộc họp và ghi chép lại từng chữ. Không chỉ vậy, hầu hết các từ gốc trong cuộc thảo luận mà mọi người biết ngày nay thực chất đã được thu thập và phân loại nhiều thập kỷ sau từ những người có mặt tại thời điểm đó, hoặc từ những thông tin trích đoạn về cuộc thảo luận được tìm thấy trong các bức thư cùng thời kỳ.

Đối với nguồn thông tin đầu tiên, tôi để bạn tự đánh giá độ tin cậy của nó. Hãy thử nhớ lại một cuộc thảo luận dài mà bạn đã có cách đây vài tuần và xem liệu bạn có thể nhớ chính xác bất kỳ chi tiết nào về cuộc thảo luận đó hay không - hoặc chỉ cần xem liệu bạn có thể nhớ bất kỳ điều gì liên quan đến cuộc thảo luận đó hay không. Hơn nữa, nguồn thông tin đầu tiên được thu thập là 20 hoặc 30 năm sau khi thảo luận.

Đối với các bài phát biểu thảo luận trong cuộc tranh luận được gọi là "Cuộc tranh luận Huxley-Wilberforce", có một chi tiết khác đáng chú ý, đó là những người thu thập và tổ chức các bài phát biểu thảo luận nhiều thập kỷ sau đó chủ yếu là những người ủng hộ Darwin.

Trái ngược với những quan niệm sai lầm phổ biến phát sinh từ thông tin được tổng hợp này, một số ít tài liệu đương thời còn lại dường như chỉ ra rằng cuộc tranh luận diễn ra nhẹ nhàng chứ không dữ dội, với nhiều diễn giả tham gia thảo luận, tất cả đều tin rằng bài phát biểu của họ là hay nhất. Ví dụ, Huxley sau đó tuyên bố rằng ông là "người đàn ông nổi tiếng nhất tại Harvard trong 24 giờ tiếp theo sau cuộc tranh luận". Ngược lại, Wilberforce cho biết, "Tôi đã có một cuộc tranh luận dài với Huxley, và tôi nghĩ rằng tôi đã hoàn toàn đánh bại ông ấy." Joseph Hooker, một trong số nhiều nhà khoa học tham gia thảo luận, cũng viết trong thư: "Tôi đã nhận được sự khích lệ và khen ngợi từ những học giả cao cấp nhất tại Harvard".

Hooker cũng là bạn tốt của Darwin. Ngay sau cuộc tranh luận, Hooker đã viết thư cho Darwin trong đó có vẻ như ông không mấy ấn tượng với cuộc tranh luận của Huxley. Ông viết:

Sam Oxon đứng lên và dành nửa giờ để nói về sự độc đáo của loại rượu này. Lời phản bác của Huxley rất đáng ngưỡng mộ...tuy nhiên...ông không chỉ ra được sai sót nghiêm trọng trong phát biểu của Sam, cũng như không tiếp tục cuộc thảo luận theo cách đủ hấp dẫn đối với khán giả. Còn về những hồi tưởng của những người khác sau đó, thì chẳng có gì hơn là tranh cãi về việc ai đã đưa ra quan điểm sâu sắc nhất trong cuộc thảo luận - nếu thực sự có ai đó có thể làm được điều đó.

Trong mọi trường hợp, sau cuộc thảo luận, người ta nói rằng tất cả những người tham gia chủ chốt vào cuộc thảo luận dường như "đã đến bữa tối sau cuộc thảo luận với thái độ ngẩng cao đầu" và không ai có vẻ chán nản.

Quay trở lại câu hỏi liệu Huxley có đề xuất thuyết con khỉ vô hạn trong bài phát biểu của mình hay không, trên thực tế, không có tài liệu đương đại nào chỉ ra rằng ông đã nói điều như vậy vào thời điểm xảy ra sự việc. Có lẽ bằng chứng bất lợi nhất đối với Huxley là chiếc máy đánh chữ đầu tiên thực sự thành công về mặt thương mại trên thế giới sẽ không được giới thiệu cho đến 10 năm sau cuộc tranh luận này. Hơn nữa, thiết bị này đã trải qua một vài thay đổi về thiết kế trước khi tung ra thị trường và những thay đổi này khá rộng rãi đến nỗi hầu như không ai ngoại trừ người phát minh ra nó và trợ lý của ông từng nghe đến nó.

Vậy câu hỏi đặt ra là, theo phiên bản mới nhất của cuộc thảo luận cũ này, ai là người đầu tiên đề xuất thuyết con khỉ vô hạn? Bài thuyết trình sớm nhất được biết đến có vẻ là từ bài báo năm 1913 của nhà khoa học người Pháp Emile Borel, La mécanique statique et l'irréversibilité (Tĩnh học và tính bất khả đảo ngược). Trong bài báo của mình, ông đã nêu:

Hãy tưởng tượng rằng một triệu con khỉ được huấn luyện để nhấn các nút máy đánh chữ một cách ngẫu nhiên và chúng làm việc dưới sự giám sát của một quản đốc mù chữ. Những con khỉ phải làm việc chăm chỉ 10 tiếng mỗi ngày và được trang bị một triệu máy đánh chữ với nhiều kiểu máy khác nhau. Công việc của người quản đốc mù chữ là thu thập các tờ giấy có in chữ và nối chúng lại thành cuộn giấy. Một năm sau, chúng ta có thể tìm thấy trong những cuộn giấy đó nội dung của một cuốn sách nào đó, không phải bất kỳ cuốn sách nào, được viết bằng bất kỳ ngôn ngữ nào, có thể được lưu giữ trong thư viện giàu có nhất thế giới. Trong một không gian và thời gian đủ lớn, khả năng này có thể xảy ra trong tích tắc, và khả năng này, khác biệt đáng kể so với hầu hết các trường hợp, được coi là hiện tượng có nhiều khả năng xảy ra nhất trong cơ học thống kê... Trong 20 năm tiếp theo, các học giả khác đã lặp lại lập luận tương tự cho đến năm 1930, khi James Jeans cuối cùng đã ghi lại nguồn gốc của lập luận này là Huxley trong cuốn sách The Mysterious Universe của ông. Tuy nhiên, ông không viết tên đầy đủ của Huxley trong cuốn sách mà chỉ ghi rằng một người tên là "Huxley" là người đầu tiên đề xuất phát biểu này.

Tất nhiên, bất kể ai là người đầu tiên liên hệ giữa khỉ và máy đánh chữ thì ý tưởng này đã thu hút trí tưởng tượng của vô số người. Một số nhà nghiên cứu gan dạ gần đây đã thử nghiệm giả thuyết này trong một thí nghiệm để xem liệu họ có thể khiến khỉ viết kịch Shakespeare hay không.

Ví dụ, vào năm 2003, sinh viên và giảng viên tại Khoa Nghệ thuật và Công nghệ số của Đại học Plymouth đã gian lận để lấy được 2.000 euro tiền tài trợ nghiên cứu (tương đương khoảng 3.665 đô la ngày nay) từ Hội đồng Nghệ thuật của trường chỉ để đi đến Vườn thú Paignton ở Sulawesi và đặt một máy tính và bàn phím trong chuồng của loài khỉ mào Sulawesi (Macaca nigra).

Sau một tháng làm việc cùng nhau, Gum, Heather, Mistletoe, Elmo, Holly và Rowan đã viết được năm trang chữ vô nghĩa. Ngoài ra, những con khỉ dường như chỉ giới hạn công việc của chúng vào việc đi tiểu hoặc đi đại tiện (hoặc cả hai), điều này cuối cùng khiến máy tính ngừng hoạt động. Theo người phụ trách dự án, dự án đã khá thành công kể từ khi bắt đầu phát trực tuyến vì nó "cung cấp những hình ảnh khá thú vị và hấp dẫn".

Nếu chúng ta rời khỏi thế giới thực và bước vào thế giới ảo kỹ thuật số, chúng ta cũng có thể tìm thấy một nghiên cứu sử dụng chương trình máy tính để mô phỏng một con khỉ gõ ngẫu nhiên trên bàn phím. Tin tốt là con khỉ trong thí nghiệm này sẽ không bao giờ tự ý đi tiểu hoặc đại tiện trên máy tính nữa. Hơn nữa, nó còn có thể gõ thành công 19 chữ cái đầu tiên trong vở kịch "Hai quý ông thành Verona" của Shakespeare, "VALENTINE. Hãy ngừng lại..." Để gõ được 19 chữ cái này, chú khỉ ảo này chỉ mất 421625×10²³ năm.

Trong một nghiên cứu tương tự, một con khỉ ảo có tên Monkey Shakespeare Simulator chỉ mất 273.785 × 10³⁵ năm để gõ ra một câu trong vở kịch khác của Shakespeare, Henry IV: “TIN ĐỒN. Hãy mở tai ra…”

Một nghiên cứu khác bắt đầu vào ngày 21 tháng 8 năm 2011. Lần này, những chú khỉ ảo thực chất là hàng triệu chương trình máy tính trên SC₂ Cloud của Amazon, nơi tạo ra ngẫu nhiên các chuỗi ký tự gồm 9 ký tự. Chỉ sau một tháng, các nhà nghiên cứu đã cơ bản nắm vững toàn bộ các từ trong vở kịch A Lover's Complaint của Shakespeare. Nhưng họ cũng quá xấu hổ để tiếp tục làm như vậy với các tác phẩm khác của Shakespeare.

Nhưng có một vấn đề với cách tiếp cận này: khi một con khỉ ảo tạo ra một chuỗi chín ký tự, và những từ chứa trong chuỗi đó tình cờ xuất hiện trong các tác phẩm của Shakespeare, thì chuỗi ký tự này sẽ được coi là đã đánh vần thành công một từ trong tác phẩm. Theo giáo sư toán học Ian Steward, phương pháp tạo ngẫu nhiên các từ có trong tác phẩm này - thay vì tạo ra toàn bộ tác phẩm - là chiến lược khả thi duy nhất để thành công, bởi vì "để tạo ra tất cả các từ đúng theo đúng thứ tự cho toàn bộ tác phẩm, loại trừ mọi lỗi, sẽ mất nhiều thời gian hơn cả tuổi thọ của vũ trụ".

Những thí nghiệm này thực sự có ý nghĩa khi bạn tưởng tượng đến khả năng gõ ngẫu nhiên bất kỳ tác phẩm nào của Shakespeare trên bàn phím. Ví dụ, các biên tập viên của một trang web đã từng cố gắng tính toán xác suất một con khỉ sẽ gõ ngẫu nhiên "Hamlet", nhưng họ đặt ra một số quy tắc: đầu tiên, định dạng đoạn văn và chữ hoa bị bỏ qua, nhưng thứ tự của mọi ký tự (bao gồm chữ cái và dấu câu) phải nhất quán với 169.541 ký tự trong phiên bản họ có. Ngoài ra, họ còn giới hạn máy đánh chữ của loài khỉ chỉ chứa 36 nút, tương ứng với các ký tự xuất hiện trong chữ viết (tức là 26 chữ cái, dấu cách, dấu chấm, dấu phẩy, dấu nháy đơn, dấu hỏi, dấu chấm than, dấu hai chấm, dấu chấm phẩy, dấu gạch nối và ký tự). Cuối cùng, giả sử những chiếc máy đánh chữ đặc biệt này được trao cho 100 con khỉ. Trên cơ sở này, xác suất những con khỉ chỉ cần gõ ra từ “Hamlet” là 1 trên 21.767.823 và xác suất chúng gõ ra toàn bộ vở kịch là 1 trên 36¹⁹⁶⁵⁴¹. Khi họ nhập 36¹⁹⁶⁵⁴¹ vào Máy tính Google, máy tính hiển thị kết quả chính xác là “Vô cực”.

© Glen Tickle (www.themarysue.com/odds-of-monkey-hamlet)

Tất nhiên, lập luận cho rằng một con khỉ có thời gian vô hạn và việc gõ máy đánh chữ một cách ngẫu nhiên thực sự có thể tạo ra Hamlet thực sự không ủng hộ hay bác bỏ thuyết tiến hóa. Bởi vì có một sai sót lớn trong ý tưởng này, con khỉ không chịu bất kỳ áp lực bên ngoài nào để hoàn thành công việc, do đó con khỉ chỉ có thể lặp lại công việc ngẫu nhiên của mình mãi mãi, thay vì từ từ tiến hóa để hoàn thành công việc và chịu áp lực hoặc phần thưởng từ các yếu tố bên ngoài. Giả sử rằng loài khỉ phải tuân theo nguyên tắc sinh tồn của kẻ mạnh nhất, nghĩa là sự sống còn của chúng phụ thuộc vào việc chúng có thể tạo ra chuỗi ký tự trong chữ viết hay không - có lẽ ban đầu chỉ là những ký tự đơn lẻ, sau đó chuỗi ký tự chính xác cuối cùng tạo thành các từ trong chữ viết, rồi sau hàng triệu năm tiến hóa trong thế giới của loài khỉ này, cuối cùng chúng sẽ trở thành những người chép kịch Hamlet cực kỳ hiệu quả.

Cuối cùng, bất kể chúng ta nói gì về thuyết con khỉ vô hạn, tôi nghĩ chúng ta đều có thể đồng ý với những gì nhà khoa học máy tính trí tuệ nhân tạo Tiến sĩ Robert Wilensky đã nói một cách tuyệt vời tại một hội nghị của UC Berkeley năm 1996: "Chúng ta đều đã nghe ý tưởng rằng hàng triệu con khỉ gõ hàng triệu bàn phím cuối cùng sẽ tạo ra tất cả các tác phẩm của Shakespeare. Nhờ có Internet, giờ đây chúng ta biết rằng điều này không đúng."

Thông tin bổ sung:

Liên quan đến "cuộc tranh luận Huxley-Wilberforce" được đề cập ở trên, thông tin quan trọng duy nhất từ ​​cùng thời kỳ cho thấy rằng trong cuộc tranh luận, Wilberforce dường như đã hỏi Huxley, muốn biết liệu ông có "thừa hưởng đặc điểm của loài vượn từ ông nội hay bà nội của mình" hay không. Câu trả lời của Huxley cho câu hỏi này đại khái là: "Câu hỏi này tương đương với việc yêu cầu tôi lựa chọn, tôi muốn tổ tiên của mình là một con vượn đáng thương, hay tôi muốn tổ tiên của mình là một con người được trời phú cho những tài năng lớn, và cũng có thể sử dụng nhiều phương tiện khác nhau để tác động đến thế giới. Tuy nhiên, một con người như vậy lại sử dụng tài năng của mình để chế giễu người khác trong một cuộc thảo luận khoa học nghiêm túc ngày hôm nay - Tôi sẽ không ngần ngại lựa chọn rằng tổ tiên của tôi là một con vượn..." Rõ ràng, bài phát biểu của hai học giả đã gây ra tiếng cười trong số những người tham gia hội trường vào thời điểm đó, nhưng không học giả nào có ác ý với nhau vì những cuộc tấn công cá nhân nhỏ nhặt của người kia.

Bởi Melissa

Bản dịch/Thuyền trưởng Gorilla biến hình!

Hiệu đính/Steel Gorilla

Văn bản gốc/www.todayifoundout.com/index.php/2020/02/time-someone-actually-tested-infinite-monkey-theorem/

Bài viết này dựa trên Thỏa thuận Creative Commons (BY-NC) và được Captain Ape chuyển đổi! Đăng trên Leviathan

Bài viết chỉ phản ánh quan điểm của tác giả và không nhất thiết đại diện cho quan điểm của Leviathan