sexta-feira, agosto 15, 2008

Spam divino.

O Mats escreveu acerca de um filtro de spam desenvolvido por Alaa Abi-Haidar e Luís Rocha. O filtro (1) baseia-se num modelo da regulação do sistema imunitário de vertebrados (2). Neste modelo, a capacidade do organismo distinguir entre si próprio e invasores emerge da competição entre populações de linfócitos que estimulam (TE) ou reprimem (TR) a resposta do sistema. As referências têm os detalhes mas queria focar o aspecto emergente do mecanismo.

Cada célula reage apenas às condições locais. Um linfócito TE divide-se se encontra o antigénio sozinho ou na companhia de outro TE, aumentando a resposta do sistema. O TR divide-se quando encontra um antigénio na companhia de um TE, inibindo a proliferação do TE e reprimindo a resposta do sistema. Estas populações pendem para uma maioria de TR ou de TE em função da quantidade de antigénio e das quantidades iniciais de cada linfócito. Isto que dá ao nosso sistema imunitário a capacidade de distinguir, na maioria dos casos, entre as nossas células e os agentes infecciosos. Não é um sistema perfeito mas é muito eficaz, e um sistema análogo poderá melhorar os nossos filtros anti-SPAM criando imunidade electrónica a essas pragas. E o interessante é que a propriedade quase inteligente de distinguir o bom e o mau emerge da interacção de agentes, células ou funções, sem qualquer inteligência individual.

O Mats chama a isto «Aprendendo com Deus» (3) porque «os sistemas biológicos não se arquitectaram a si próprios, nem a ciência dentro deles é produto deles mesmos». Eu pedi ao Luís que comentasse esta afirmação do Mats, e ele teve a amabilidade de me escrever: «A minha resposta a este comentário é que quem [o] fez não sabe a diferença entre modelo e realidade. Qualquer modelo é à partida feito por um agente epistémico, por isso, qualquer modelo necessita de ter as suas regras espcificadas pelo modelador. A conclusão de que a realidade será também especificada por um modelador inteligente não pode ser provada ou refutada; necessita de um acto de fé, o que mete a questão fora do âmbito da ciência.»

Sem querer ou de propósito, os criacionistas insistem em confundir o mapa com o território (4). Não há «ciência dentro» do ângulo formado pelos átomos de hidrogénio e o átomo de oxigénio da água, por exemplo. A ciência está em quem quer medir, calcular e compreender porque é que este ângulo tem aquele valor (5). A lagarta come maçã sem saber bioquímica e a chuva chove sem perceber nada do que faz. A ciência é o método pelo qual nós compreendemos os processos.

Eu sou menos generoso que o Luís. A hipótese de um Criador do universo é impossível de refutar, comprovar ou sequer testar. Se só houvesse esta a hipótese não poderíamos concluir nada. Qualquer conclusão seria adivinhar à sorte. Mas há infinitas hipóteses na mesma situação: Deus; a Tia dele; o Supra-Deus que criou Deus; eu, que posso ter criado o universo e depois ter me esquecido, e assim por diante. São todas irrefutáveis e impossíveis de testar. Por isso aceitar uma delas em detrimento das outras é injustificável. Seja por fé seja por um-dó-li-tá. O mais razoável é rejeitá-las todas por omissão até que haja evidências que favoreçam claramente uma delas.

Mas este post é acerca de outra coisa. O objectivo do criacionismo moderno é destruir o “materialismo científico”. «Se virmos a ciência materialista predominante como uma árvore gigante, a nossa estratégia pretende funcionar como uma “cunha” que, mesmo que relativamente pequena, pode rachar o tronco se aplicada nos pontos mais fracos» (6). Isto passa por denegrir o trabalho científico. O Jónatas Machado deu um exemplo com a sua rábula da Mary Schweitzer deixar cair o fóssil ao chão (7) e o Mats quer fazer o mesmo alegando que a ciência está no sistema imunitário.

O sistema imunitário dos vertebrados é interessante porque “aprende” sem qualquer inteligência. Nada neste sistema sugere antecipação inteligente, nem no funcionamento nem na concepção. Pelo contrário; é só geração cega e testes a posteriori. Os genes dos linfócitos são criados ao acaso. Se lhes dá para atacar o nosso corpo são eliminados e se lhes dá para atacar doenças proliferam.

A inteligência está em desvendar e compreender esta complexidade emergente e em abstrair daí modelos que se apliquem a outras situações. Como filtros anti-spam. Os criacionistas querem pôr toda a inteligência no deus deles (e só no deles) e deixar-nos a pasmar boquiabertos. Felizmente ainda há muita gente que prefere pensar que pasmar, senão andávamos a escrever blogs em placas de argila.

1- Abi-Haidar e L.M. Rocha, Adaptive Spam Detection Inspired by a Cross-Regulation Model of Immune Dynamics: A Study of Concept Drift.
2- Jorge Carneiro et al, When three is not a crowd: A crossregulation model of the dynamics and repertoire selection of regulatory CD4 T cells, Immunological Reviews, Volume 216, Number 1, April 2007 , pp. 48-68(21) (preprint em pdf).
3- Mats, 6-8-08, Sistema Imunitário e Spam: Aprendendo com Deus
4- O Mapa e o Território
5- London South Bank University, Water molecule
6- The Wedge Strategy, ver também na Wikipedia.
7- Treta da Semana: Fósseis frescos.. Mas entretanto há indícios que o material orgânico nos fósseis pode ser contaminação bacteriana.

20 comentários:

  1. Fascinante o mundo da Imunologia. Foi de longe a minha cadeira favorita no curso, apesar de ser ministrada por uma docente que não jogava com o baralho todo.

    Agora, qualquer pessoa que saiba um mínimo de Imunologia tem a noção que a geração das proteínas reconhecedoras de epítopos (i.e. fragmentos da superfície do antigénio) marcando-os para fagocitose ou resposta inflamatória são geradas por mutações puramente aleatórias, sendo necessários muitas vezes dezenas de milhões de recombinações até que se gere uma capaz de reconhecer o antigénio em questão.

    Um processo inteligentíssimo e económico em recursos, sem dúvida.
    Para não falar na suprema eficiencia que permite dispensar os planos de vacinação e que nos impede de alguma vez ficar doentes.
    Deus sabia o que estava a fazer, sem dúvida.

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  2. "O sistema imunitário dos vertebrados é interessante porque “aprende” sem qualquer inteligência.

    Interessante posição filosófica. Como é que sabes que o sistema imunitário não deve a sua origem à Uma Inteligência?

    "«A minha resposta a este comentário é que quem [o] fez não sabe a diferença entre modelo e realidade. Qualquer modelo é à partida feito por um agente epistémico, por isso, qualquer modelo necessita de ter as suas regras espcificadas pelo modelador. A conclusão de que a realidade será também especificada por um modelador inteligente não pode ser provada ou refutada; necessita de um acto de fé, o que mete a questão fora do âmbito da ciência.»

    A conclusão de que a realidade NÃO foi também especificada por um modelador inteligente, tendo em conta (mas não só) que as crudes réplicas necessitam de vários modeladores inteligentes, não pode ser provada ou refutada; necessita de um acto de fé, o que mete a questão fora do âmbito da ciência.

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  3. Mário,

    «Isto parece ser "made in" Portugal»

    Sim, o Luis Rocha é do IGC.

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  4. Mats,

    «Como é que sabes que o sistema imunitário não deve a sua origem à Uma Inteligência?»

    Neste caso particular, porque a hipótese que o sistema imunitário evoluiu por processos naturais, sem planeamento ou antecipação, está mais de acordo com o que observamos.

    Por exemplo, se uma doença afecta um milhão de pessoas cada novo infectado tem que criar aleatoriamente os seus anticorpos e não tem maneira de usar a informação obtida do sucesso dos outros que sobreviveram à doença.Qualquer sistema inteligente baseado neste método utilizaraia essa informação.

    Mas, no caso geral, a minha resposta é que eu "não sei" que não foi criado por uma inteligência da mesma forma que "não sei" que não foi criado por uma abóbora mágica. É apenas no sentido muito fraco de "não saber" por não poder provar que é falso. E isso é demasiado fraco.

    Por isso afirmo com alguma confiança que sei que o sistema imunitário dos vertebrados não foi criado por uma abóbora mágica nem pelo teu deus. Apesar de não poder provar a falsidade destas hipóteses rejeito-as como falsas pela ausência de indicios que sejam verdadeiras.

    Coisa que tu também fazes, visto haver infinitas hipóteses nesta situação que tu também rejeitas como falsas. Podes provar que não foi o Pai Natal a criar o sistema imunitário?

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  5. Ludwig, leste o final do artigo que Mats colocou (ALIFE Conference to reveal bio-inspired spam detection): «The conference is unified by a focus on understanding the fundamental behavioural dynamics of embedded, embodied, evolving and adaptive systems.» Faz lembrar isso: «é só geração cega e testes a posteriori».

    Mats,
    o que Luís disse é parecido com o que eu já te tinha dito. Não nos conhecemos, não conheço o Ludwig pessoalmente, não conheço outro artigo que responde assim a esse tipo de conclusões, mas temos experiência em documentar, a modelar, com a matemática e sabemos diferenciar o concreto do abstracto, o real da representação.
    A falácia em que se confunde o abstracto com o concreto chama-se "reificação". Ludwig dá um óptimo exemplo: «os criacionistas insistem em confundir o mapa com o território». O mapa é uma mera representação, uma abstracção, do território, que é real e concreto. Se não tens em conta isso numa refutação, então não dás uma resposta válida.

    Os próprios algoritmos evolutivos podem testar várias soluções aleatoriamente e por isso servem para apresentar soluções para construir coisas como carros e aviões, de uma maneira que os designers com cérebros que funcionam com detecção de padrões nem imaginavam.

    Dizer que o mapa prova que o terreno irregular foi criado por um ser inteligente, ou que um fractal prova que os flocos-de-neve provam o mesmo, não tem qualquer valor científico. É simplesmente fruto de uma intuição imediata com inconsistências se aplicada a todos os fenómenos observados. É o que leva a dizer que os relâmpagos são criados por Zeus, como um ferreiro. Quanto muito levaria a uma hipótese a ser testada (como?).

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  6. Pedro,

    Sim, é isso mesmo. A inspiração vem de sistemas como a evolução ou as defesas imunitárias, que são processos cegos, sem inteligencia.

    Mas é comum complementar esses processos com heuristicas inteligentes. Com uma minimização local, selecção prévia de possibilidades, etc.

    E, obviamente, reutilizar a informação que já se obteve. O nosso sistema imunitário, se fosse criado com inteligência, permitiria que pudessemos aproveitar as defesas de quem já está imune a uma doença, por exemplo.

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  7. Especialmente para o Mats...
    Wired : Breeding Race Cars to Win
    «A technology that allows robots to rebuild themselves and computer programs to evolve and become better on their own is now being used to breed super-fast Formula One race cars.»

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  8. E finalmente, o Mats deve querer também isso, que fala do tal detector de SPAM:
    Genetic and Evolutionary Computation--GECCO 2003; p. 231 : Developing an Immunity for SPAM

    Parece que se não acreditares que o sistema imunológico é um "processo cego e não inteligente", não consegues criar aquele detector de SPAM.

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  9. Ludwig,
    «Como é que sabes que o sistema imunitário não deve a sua origem à Uma Inteligência?»

    Neste caso particular, porque a hipótese que o sistema imunitário evoluiu por processos naturais, sem planeamento ou antecipação, está mais de acordo com o que observamos.


    Excepto d que não está. Tu confudes o funcionamento natural do sistema imunitário, com a originação do mesmo sistema. O facto de o sistema funcionar naturalmente, não quer dizer que foi criado pelas mesmas forças na base da qual ela funciona. Do mesmo modo, o facto de que um carro obedece as leis da mecânica, não quer dizer que foram essas mesmas leis que trouxeram o arro a existência. Mais uma falsa analogia.

    Por exemplo, se uma doença afecta um milhão de pessoas cada novo infectado tem que criar aleatoriamente os seus anticorpos e não tem maneira de usar a informação obtida do sucesso dos outros que sobreviveram à doença.


    Mas tu é que dizes que tem "criar aleatoriamente". Não há nada aleatorio na forma como o sistema imuntário combate susbtâncias nocivas. O sistem é bem específico naquilo que faz, e faz as coisas para combater as substâncias específicas de forma eficiente.


    Qualquer sistema inteligente baseado neste método utilizaraia essa informação.


    Só um momento. Como é que o corpo "evoluiu aleatoriamente" a capacidade de saber criar anticorpos contra susbtâncias que consiera nocivas?
    Imagina um computador e o antivirus. O antivirus sabe (até um certo ponto) o que é um virus, e foi codificado para eliminar o virus.

    No mundo natural, os sistemas biológicos sabem o que é uma substância nociva, e fazem os possíveis para eliminar esses elementos (aumento da temperatura corporal, etc).

    Qual das duas proposições está mais de acordo com as evidências? A proposição que diz que o sistema imunitário criou-se a si próprio do nada ou de onde não havia sistema imunitório, ou a proposição que diz que esse mesmo sistema deve a sua origem a design inteligente, tal como os antivirus tecnológios?

    Podes provar que não foi o Pai Natal a criar o sistema imunitário?


    Se por "pai natal" entendes aquilo que toda a gente entende, sim, porque o pai natal, como toda a gente sabe (bem, talvez não toda a gente,) é uma figura fictícia, que o criadores dele sabem ser fictícia, e que toda a gente sabe ser uma figura fictícia. Ou seja, estás a comparar aquilo que todos nós sabemos ser uma invenção (e nem é uma questão) com Deus, que apenas os ateus "sabem"/pensam/esperam ser uma invenção.
    Portanto a tua resposta assume que Deus está ao mesmo nível do pai natal (invenção), coisa que é mais uma declaração pessoal do que um facto.

    A isso chama-se o argumwento falacioso da falsa analogia.

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  10. Mats,
    Podemos desenhar com inteligência um sistema parecido ao do sistema imunitário. Em cada organismo de uma espécie geram-se anticorpos aleatoriamente para pesquisar aqueles que melhor atacam uma certa doença. Mas qualquer desenhador inteligente de tal processo de pesquisa paralela vai incluir uma forma de comunicar os resultados. É um design muito estúpido aquele em que se encontra uma boa solução num lado mas que nenhum outro a usa e cada um tem que encontrar a sua. Por isso é que eu digo que o nosso sistema imunitário tem as características esperadas de algo criado sem qualquer inteligência. Se fosse inteligente a minha mãe tinha-me informado como criar os anticorpos para a papeira e eu já não precisava ter andado com a cara inchada durante duas semanas.

    Quanto ao teu critério para determinar a fiabilidade de uma hipótese, devo dizer que é simplesmente ridículo. Então podes provar que não foi o Pai Natal que criou o sistema imunitário «porque o pai natal, como toda a gente sabe (bem, talvez não toda a gente,) é uma figura fictícia». É isto uma prova? Dá-se algo como provado porque “toda a gente sabe” (e talvez nem toda a gente)? Sinceramente... se aceitas isso como prova, então eu provo que o teu deus não teve nada a ver com a criação do sistema imunitário porque, como toda a gente sabe (bem, talvez não toda a gente) essa hipótese é fictícia.

    Já agora, não confundas um exemplo com um argumento por analogia. O pai natal aqui serviu como exemplo para tu revelares o critério que alegadamente usas. Nada no meu argumento depende do pai natal ser análogo ao teu deus, porque o pai natal podia ser substituido por qualquer outro exemplo que ilustrasse a inadequação do teu critério de prova.

    Pedro Amaral: mais um exemplo daquilo que mencionámos há dias. Os criacionistas não têm interesse em discutir as coisas...

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  11. Ludwig:

    Um criacionista diz que as experiências de Mendel são contrárias ao Darwinismo e para isso o criacionista usa um artigo que cita um darwinista chamado Bateson como se fosse um opositor. Mostrarmos que ele foi o divulgador e defensor das ideias de Mendel (mostrando até uma cópia "Mendel's Principles of Heredity: A Defence"), pedimos que enumere as Leis de Mendel, e até mostramos uma tradução de "Versuche über Planzen-Hybriden". Achas que o criacionista admite que se enganou ou enumera as tais Leis de Mendel? Pelo contrário! Ele diz só que «as experiências de Mendel apontam para a direcção oposta ao mito darwinista».

    Esse exemplo é mais claro.

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  12. "É um design muito estúpido aquele em que se encontra uma boa solução num lado mas que nenhum outro a usa e cada um tem que encontrar a sua. Por isso é que eu digo que o nosso sistema imunitário tem as características esperadas de algo criado sem qualquer inteligência."

    O que o Ludwig está a dizer é que se existirem dois anti-virus e um deles proteger contra mais vírus do que o outro, o que protege de menos vírus não pode ter sido feito com inteligência porque não aproveitou a informação do outro anti-virus ou não fez o upgrade da ordem, o que é um raciocínio perfeitamente estúpido.

    Moral da história: Um sistema criado com inteligência não implica que seja perfeito.

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  13. "Se fosse inteligente a minha mãe tinha-me informado como criar os anticorpos para a papeira e eu já não precisava ter andado com a cara inchada durante duas semanas."

    E porque é que o Ludwig em vez de tirar conclusões precipitadas acerca da inteligência do desingner, não põe a hipótese de o facto da sua mãe não o ter informado de como criar anticorpos para a papeira ter um significado biológico que não é evidente no estado actual do conhecimento do Ludwig. Será que não corria o risco desses anticorpos estarem desconfigurados ao organismo do Ludwig e além de atacarem a papeira atacarem as próprias células boas do Ludwig o que não ia ser nada agradável para a sua saúde?

    E a propósito como terá aparecido o sistema imunitário?

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  14. Vês Ludwig, há sempre uma boa explicação. Os anticorpos não são reutilizados porque o seu corpo foi mal desenhado para receber essa reutilização. Ainda bem que o meu Ubuntu não tem esse problema e pode receber facilmente as últimas actualizações. Senão tinha de começar com a primeira versão.

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  15. Ludwig,

    Mats,
    Podemos desenhar com inteligência um sistema parecido ao do sistema imunitário.


    Verdade, mas irrelevante.


    Em cada organismo de uma espécie geram-se anticorpos aleatoriamente para pesquisar aqueles que melhor atacam uma certa doença.


    Mais uma vez falas do sistema imunitário depois de ele já existir. "Nós" (isto é, as pessoas que trabalham em medicina) sabem como é que o sistema funciona. No entanto saber como é que ele funciona não é evidência para a evolução. Tu estás a fazer o mesmo erro para o qual já foste alertado há meses atrás.

    Vê o exemplo do carro. Saber como é que ele funciona não quer dizer que as leis que funcionam dentro do carro são as mesmas leis que trouxeram o carro à existência.

    O que tu e os outros ateus tem que explicar (e mostrar evidências) é quel é a força "natural", não-inteligente, não-direccionada, não-planeada, quem tem a capacidade de criar sistemas de informação para combater substâncias nocivas.


    Mas qualquer desenhador inteligente de tal processo de pesquisa paralela vai incluir uma forma de comunicar os resultados.


    Isto leva-nos para o campo da transposição genética, se no nome não me falha. Mas isso seria MAIS UMA evidência para evolução, e não seria ecvidência exclusiva de criação. Portanto, o que tu pedes é uma evidência de evolução para refutar a evolução. Fazes-me lembrar Stephen Jay Gould, e a citação que dele há no livro "The Biotic Message" de Walter ReMine".

    É um design muito estúpido aquele em que se encontra uma boa solução num lado mas que nenhum outro a usa e cada um tem que encontrar a sua.


    Sim, é por isso que quando os pais são alvos de uma mutação em que eles se tornam resistentes a um susbtância, isso não passa para os descendentes, certo? Temos o exemplo da bactéria, certo?


    Por isso é que eu digo que o nosso sistema imunitário tem as características esperadas de algo criado sem qualquer inteligência.


    Como por exemplo, complexidade especificada, informação codificada para controlar o crescimento e desenvolvimento, aparelho de auto-reparação, forma de extrair nutrientes do meio onde esta, certo? Tudo isto são evidências claras para a proposição que diz que o sistema imunitário de qualquer ser vivo criou-se a si próprio, sem inteligência, sem plano e sem direcção, certo?

    Aliás, no outro dia passei pelo Padrão dos descobrimentos, olhei para aquilo e pensei "Bolas! Incrível o que as ondas do Tejo e o vento foram capazes de moldar aqui".

    Do ponto de vista darwinista, eu fui totalmente "científico".

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  16. Mats,

    eu já coloquei um link a explicar como funciona o tal detector de SPAM num livro chamado "Genetic and Evolutionary Computation" (o capítulo sobre o assunto em questão chama-se "Developing an Immunity for SPAM", p. 231).

    Inventar não vai fazer desaparecer os factos que estão lá indicados. Por exemplo dizes que "não é evidência para a evolução", mas o próprio detector de SPAM funcionam como a evolução. Ignorar isso torna os argumentos inválidos: é uma falácia de omissão de dados.

    Sobre a reutilização, dei o exemplo do sistema de actualizações do Ubuntu. Se o sistema imunológico fosse realmente inteligente, teria de ter um mecanismo semelhante: em vez de obrigar a ter uma versão muito antiga, sempre que houver novidades, são transmitidas a todos os computadores que tiverem o Ubuntu instalado. Com o detector de SPAM deverá funcionar assim, o que não ocorre no sistema imunológico porque não afecta os gâmetas para ser reutilizado na descendência.

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  17. E Mats,

    já mostrei um exemplo em que a construção de carros é feita com algoritmos genéticos, e o design é então baseado no resultado desses algoritmos. Ou seja, é como o "sistema imunitário depois de ele já existir", mas com carros criados com algoritmos genéticos (um género de algorimos evolutivos). Tendo em conta que o próprio detector de SPAM usa essa técnica, então é um exemplo que contrário ao teu argumento.

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