FuturICT – Một “Khoa học lớn”

Khủng hoảng tài chính Hy Lạp đang làm rách nát bức tranh kinh tế toàn cầu. Không trả được nợ đất nước đứng trước nguy cơ phá sản. Nhiều nhà kinh tế cho rằng Hy lạp sẽ  sớm rời khỏi đồng Euro. Tây Ban Nha, Ý có thể cũng làm như vậy.

Câu hỏi: Hy lạp có rời bỏ đồng Euro? Câu hỏi phức tạp đến mức những bộ óc thông minh nhất thế giới cũng khó có câu trả lời.

Dirk Helbing một nhà vật lý chủ nhiệm khoa xã hội học tại Viện công nghệ liên bang Thụy sĩ Zurich ETH cùng cộng sự là Steven Bishop, UCL (University College London)^[1] đưa ra đề nghị  xây dựng một hệ máy tính toàn cầu với kinh phí 1 tỷ Euro với tên gọi là FuturICT^[2] để mô phỏng không riêng gì tài chính, chính trị hoặc môi trường mà tất cả trong xã hội chúng ta nghĩa là mọi vật (everything). Điều này làm chúng ta liên tưởng đến TOE-Theory of Everything – Lý thuyết của tất cả trong vật lý học. Hệ máy tính này sẽ đưa ra câu trả lời cho những câu hỏi hóc búa nhất mà các nhà hoạch định chính sách phải đối diện.

Từ trái sang phải:Dirk Helbing(ETH) và Steven Bishop(UCL) hai nhà khoa học chủ trì FuturICT

Dự án FuturICT là một dự án nhằm xây dựng một mô hình máy tính toàn cầu xã hội, kinh tế, môi trường và khoa học tựa như Dự án Bộ Gene con người (Human Genome Project). Liên minh châu Âu kêu gọi thực hiện dự án “Khoa học lớn” (Big Science) này trong vòng 10 năm đến và hơn nữa. Có thể nói ngắn gọn FuturICT là tích hợp thống nhất ICT+Khoa học phức hợp[3] (Complexity Sciences) + Khoa học xã hội (Social Sciences).

Mục đích cuối cùng của FuturICT là tìm hiểu được và quản lý những hệ xã hội, phức hợp, toàn cục, tương tác với nhau để tìm ra lời giải bền vững (sustainable) và kháng sốc (resilient=có khả năng chịu đựng những cú sốc xã hội, kinh tế và môi trường). Bộc lộ được những quy luật và những quá trình tiềm ẩn trong các xã hội là một thách thức khoa học bức xúc lớn nhất của thế kỷ 21 và là một điều quan trọng bậc nhất cho việc phát triển những ICT khỏe mạnh, đáng tin cậy và có khả năng thích ứng dựa trên cơ sở những hình mẫu (paradigm) mới.

Việc tích hợp ICT, Khoa học Phức hợp và các Khoa học xã hội sẽ tạo ra một dịch chuyển lớn về hình mẫu cho một cuộc tiến hóa cộng sinh giữa ICT và xã hội.

Các dữ liệu thu được từ một hệ toàn cầu sẽ giúp xây dựng những mô hình công nghệ-xã hội-kinh tế. Và ngược lại từ những mô hình đó sẽ giúp sự phát triển của một thế hệ ICT mới có khả năng thích nghi và tự tổ chức (self-organized).

Vì sao chúng ta cần FuturICT

Hiện nay xã hội và công nghệ đã có những bước tiến có nguy cơ vượt khỏi tầm hiểu biết và quản lý của chúng ta.

Hiện nay sự khủng hoảng kinh tế chứng minh rằng những hệ thống mà chúng ta xây dựng để tổ chức cuộc sống của chúng ta  chứa một độ phức hợp chưa từng có và một mối liên thông (interconnection) đa chiều  giữa các thành phần công nghệ xã hội và kinh tế. Sự phức hợp đó dẫn đến những hệ quả trái với trực giác  và gây nên những thất bại liên hoàn theo kiểu dây chuyền domino.

Chúng ta không thể hiểu được và quản lý một mạng phức tạp như vậy bằng những công cụ cổ điển. Ta cần những công cụ mới để quản lý không những thị trường tài chính mà còn các dịch cúm (flu pandemics), những bất ổn xã hội, những mạng lưới tội phạm. Các nhà hoạch định chính trị luôn đối mặt với những quyết định về kiến trúc hạ tầng cơ sở để đáp ứng nhu cầu tương lai một cách bền vững.

FuturICT sẽ hoạt động như thế nào?

Dự án FuturICT sẽ tập hợp hàng trăm  nhà khoa học ưu tú châu Âu và thế giới trong vòng 10 năm, với một kinh phí 1 tỷ Euro vào một chương trình nghiên cứu để phát triển những phương pháp mới, những công cụ mới,  tích hợp nhiều mô hình khoa học, nhiều dữ liệu và nhiều quan niệm, nhiều ý tưởng mới. Đồng thời phát triển những chương trình giáo dục hiện đại cho nhiều nhà khoa học thế hệ trẻ.

FuturICT sẽ phát triển một mặt bằng quy mô lớn để mô phỏng, hiển thị gọi là Mặt bằng FuturICT (FuturICT platform).

FuturICT sẽ gồm ba thành phần chính.

Một hệ Mô phỏng Trái đất Sống LES (Living Earth Simulator) sẽ nhờ các trạm quan sát phát hiện mọi khủng hoảng trong từng lĩnh vực để xây dựng các mô hình.

Các mô hình sẽ được điều khiển và chuẩn hóa nhờ những dữ liệu trong thời gian thực qua một hệ thống số là Hệ thần kinh của hành tinh PNS (Planetary Nervous System). Các mô hình và dữ liệu sẽ hỗ trợ cho các nhà hoạch định chính sách, các doanh nhân xuyên qua một Mặt bằng Tham gia Toàn cầu GPP (Global Participation Platform), nhờ mặt bằng này mà sự tham gia vào hệ được dễ dàng.

Hình 1. Mạng FuturICT với 3 thành phần chính là PNS, LES và GPP.

Chi tiết của FuturICT

Hệ thần kinh của hành tinh  PNS

Có thể hình dung PNS như một mạng các “cảm biến” toàn cầu trong đó “cảm biến” là mọi yếu tố có khả năng cung cấp các dữ liệu tĩnh và động về xã hội-kinh tế-môi trường-công nghệ có thể đo đạc để thu nhận các trạng thái và tương tác giữa các thành phần cấu tạo nên thế giới chúng ta, tạo nên những số liệu chỉ nam về xã hội, môi trường, sức khỏe hữu hiệu hơn GDP.

Mô phỏng Trái  đất Sống LES   

LES là một hệ cho phép khai thác những kịch bản tương lai ở nhiều mức độ chi tiết khác nhau, tích hợp các dữ liệu và sử dụng một đa tạp các triển vọng lý thuyết và mô hình toán học đa lớp kết hợp với nhiều tiếp cận thực nghiệm và bán thực nghiệm.

Những mô phỏng ở kích cỡ lớn và các tiếp cận lai tạo (hybrid) đòi hỏi những khả năng siêu máy tính cung cấp bởi nhiều trung tâm siêu máy tính hàng đầu châu Âu.

Mặt bằng tham gia toàn cầu GPP

GPP là một khuôn khổ làm việc (frame world) mở cho mọi công dân, doanh nhân, các nhà hoạch định chính trị và các tổ chức để chia sẻ và khai thác các dữ liệu và mô phỏng để cùng thảo luận.

Mặt bằng Tham gia (Participatory Platforms) giúp các nhà hoạch định chính sách trong các quyết định, giúp các doanh nhân nói chung tạo điều kiện cho một sự tham gia mang tính chính trị, xã hội, và kinh tế.

FuturICT đem lại những lợi ích gì?

FuturICT sẽ đem lại nhiều lợi ích cho khoa học, công nghệ và xã hội nhờ tích hợp mọi tiếp cận riêng lẻ trước đây.

Khái niệm đa ngành của FuturICT sẽ tích hợp công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) với khoa học phức hợp và các khoa học xã hội để tạo ra đầu ra trong 3 lĩnh vực. Hình số 2 cho chúng ta một hình dung về FuturICT với 3 đầu ra: công nghệ, khoa học và xã hội.

Hình 2. Cấu trúc tổng quan của FuturICT với 3 đầu ra: công nghệ, khoa học và xã hội.

Khủng hoảng kinh tế, chiến tranh, khủng bố toàn cầu, dịch bệnh lan truyền siêu tội phạm cũng như tăng trưởng dân số thay đổi khí hậu, tiến bộ công nghệ đã đẩy nhân loại trước những thử thách mới.

Những bài toán này không thể giải quyết trong khuôn khổ những hình mẫu (paradigm) cũ được nữa. Để hiểu những hệ phức hợp cần thực hiện một sự dịch chuyển lớn về hình mẫu có thể so sánh với sự dịch chuyển từ hệ địa tâm đến hệ nhật tâm.

FuturICT sẽ phát triển nhiều KH&CN mới để điều khiển trong tương lai một thế giới phức tạp và liên thông tương tác với nhau. Cần tổng hợp sức mạnh của ICT với sự hiểu biết sâu sắc các KH phức hợp và xã hội.

Như chúng ta biết KH phức hợp sẽ cho ta những tia sáng về các hiện tượng đột sinh[3] trong các hệ tương tác tập thể và các KH xã hội sẽ cho ta biết về những biến cố, những rủi ro của các hệ trong mạng ICT. Như thế FuturICT sẽ tạo nên nhiều phương pháp nhiều công cụ để đối diện với các thử thách của thế kỷ 21. FuturICT sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong khoa học.

Trong những năm 80 các nhà khoa học cũng đã hợp lực nghiên cứu lý thuyết hỗn độn (chaos) từ nhiều chuyên ngành khác nhau để hiểu sự dịch chuyển hình mẫu từ tất định luận (paradigm shift from determinism). Dự án FuturICT hiện nay có quy mô khoa học và xã hội lớn hơn.

FuturICT không phải là bắt đầu bằng số không mà thực tế là “đứng trên vai những người khổng lồ”. Trước đây đã có những tiếp cận tương tự như Trái đất số (Digital Earth)[4].

Chúng ta đã xây dựng những máy gia tốc để nghiên cứu các lực trong thế giới vật lý. Để lấp đầy những chỗ trống trong tri thức công nghệ-xã hội-kinh tế trong FuturICT người ta còn thiết lập một sơ đồ để  Gia tốc Tri thức KA (Knowledge Acceleration) nhằm thực hiện một bước nhảy trong khả năng bắt kịp những thay đổi nhanh chóng của tri thức về thế giới của chúng ta.

Hình 3. FuturICT  là một dự án đa ngành tích hợp nhiều lĩnh vực nghiên cứu thể hiện trong sơ đồ  Gia tốc tri thức KA ( Knowledge Accelerator).

Trong FuturICT còn có những hệ Thăm dò (Exploratories) để phát hiện và giảm thiểu các khủng hoảng. FuturICT có tham vọng lôi kéo vào guồng hàng nghìn nhà khoa học ưu tú trên thế giới trong vòng 10 năm với một kinh phí khổng lồ bằng 1 tỷ Euro để khảo sát cuộc sống xã hội trên Trái đất và mọi điều liên quan. FuturICT có tham vọng quản lý một hệ vô cùng phức tạp bao gồm cả những khủng hoảng tài chính (hình 4).

Hình 4 .   FuturICT tích hợp nhiều lĩnh vực : xã hội, kinh tế, công nghệ, môi trường và mối tương tác giữa các lĩnh vực đó trong một guồng máy tựa như con tàu “vũ trụ”.

Ai tham gia?

Dự án FuturICT là một dự án lớn huy động hàng trăm nhà khoa học làm việc trong những lĩnh vực khác nhau trên thế giới tại nhiều viện khác nhau và tại nhiều  trường đại học hàng đầu châu Âu và Mỹ, Nhật, TQ, Australia (xem hình 5).

Hình 5. Những đơn vị điều khiển và tham gia FuturICT

Nhờ quy mô lớn và sự tham gia của nhiều nhà khoa học những tác giả của FuturICT hy vọng FuturICT mô tả càng ngày càng đúng thực tế khách quan (xem hình 6) của thế giới phức hợp và biến động.

Hình 6.  Dữ liệu lớn (Big Data) của hệ công nghệ-xã hội-kinh tế-môi trường càng ngày càng tốt hơn.

Một số câu hỏi thường gặp (FAQ-Frequently Asked Questions)

Q. Liệu nhờ FuturICT chúng ta có thể tránh được các sự cố như Fukushima, 9/11 hay khủng hoảng nợ?

A. FuturICT không nhằm mục đích tạo một cỗ máy toàn năng giúp chúng ta tránh thảm họa thiên nhiên nhưng giúp chúng ta hiểu được các điều kiện và cơ chế gây nên các sự cố và những tác động to lớn của chúng. Như vậy FuturICT giúp chúng ta hiểu được những bất ổn định hệ thống và giảm thiểu hệ quả do đó FuturICT xứng đáng để thực hiện.

Q. FuturICT có phải là một dạng AI (Trí tuệ nhân tạo)?

A. FuturICT không tạo ra AI song FuturICT tích hợp được trí tuệ con người với khả năng máy tính và các quyết định cũng như các diễn đoán đều thuộc về con người.

Q.Có phải FuturICT dự báo tương lai?

A. Chúng ta không cần dự báo tương lai, chúng ta chỉ xây dựng những kịch bản ở một mức độ trừu tượng nào đó với những xác suất nào đó.

Q. Vậy trong FuturICT chỉ có những khoa học xã hội định lượng (quantitative social science) và không còn tồn tại những khoa học xã hội định tính (qualitative social science)?

A. Không phải như vậy chúng tôi không loại bỏ khoa học xã hội định tính mà ngược lại kết hợp với nó. Chúng tôi không tiên đoán được hành vi của từng cá nhân song lối hành xử của tập thể thì hy vọng nắm được.

Q.Khi nào thì FuturICT cho kết quả ?

A. FuturICT được kế hoạch cho 10 năm bắt đầu từ 2013, thời gian chuẩn bị để khởi động 2011-2012. Hy vọng có kết quả đầu tiên vào năm 2015.

Một số ý kiến phản biện FuturICT

Một số nhà khoa học như David Weiberger [5] tỏ ý bi quan về một dự án như FuturICT. Các nhà khoa học này cho rằng chúng ta đã đánh giá quá cao khả năng của chúng ta. Tồn tại một con số vô cùng lớn các sự kiện, sự cố trong vũ trụ, trong khi khả năng chúng ta lại bị hạn chế. Khó lòng nắm bắt được những sự kiện đóng vai trò chủ đạo. Lịch sử đã cho chúng ta thấy rằng không thể biết được những sự kiện quan trọng nhất có khả năng kích nổ các biến đổi tiếp theo. Việc dự báo phụ thuộc vào nhiều điều kiện ban đầu và những mối tương tác phức tạp trong hệ thống. Thế giới là tất định song lại là hỗn độn và đột sinh[3].

Liệu có thể mô hình đúng đắn thế giới chăng?

Chắc người ta chỉ có thể nghĩ đến một sự xung đột của rất  nhiều mô hình, nhiều dự báo. Khó lòng gói gọn tất cả tri thức trong một số mô hình. Thế giới là hỗn độn về bản chất như vậy thực tế đây sẽ là cuộc xung đột của nhiều mô hình, nhiều dự báo, nhiều triển vọng khác nhau với nhiều điểm đen bất khả tri khác nhau. Khó lòng tin được máy tính sẽ cho một lời giải đúng đắn vì tính phức hợp của thế giới và sự hạn chế trí óc của con người.

Song đây không phải là lý do để thất vọng. Tri thức mạng là một tri thức luôn biến động và sẽ giúp chúng ta ngày càng hiểu thêm thực tế. Tình huống ở đây của FuturICT tương tự như tình huống  liệu có tồn tại một lý thuyết thống nhất  TOE  (Theory of Everything-Lý thuyết thống nhất vạn vật) trong vật lý học [3] song ở một quy mô lớn hơn nhiều gồm những lĩnh vực đầy trắc trở như khoa học xã hội.
————
Tài liệu tham khảo
[1]  Dirk Helbing, ETH, FuturICT – New Science and Technology to Manage Our Complex, Strongly Connected World và  Steven Bishop, UCL (University College  London), FuturICT: A Visionary Project to Explore and Manage our Future.
[2]  The FuturICT Project: www.futurict.eu
[3]  Cao Chi, Vật lý hiện đại, những vấn đề thời sự từ Bigbounce đến vũ trụ toàn ảnh, NXB Tri thức,2011.
[4]  http://www.digitalearth-isde.org/
[5]  David Weiberger,The machine that would predict the Future, ScientificAmerican,dec2011.