كيف تشكل الخوارزميات عالمنا

بواسطة أحمد حسيني
07/04/2017

«كيف تُشكِّل الخوارزميات عالمنا؟»

تعرَّف معنا على إجابة هذا السؤال من خلال حديثٍ شيق لـ(كيفين سالفين ــKevin Slavin) في TED.

نحن نعيش في عالمٍ تتحكَّمُ فيه الخوارزميات، تلك البرامج الحاسوبية التي تتخذ القرارات وتحلُّ المشكلات نيابةً عن البشر.

قام الفنان (مايكل ناجار ــ Michael Najar) بالتقاطِ صورةٍ لسلسلة جبال تقع في دولة الأرجنتين. الشيء المُثير فيما فعله بعد ذلك أنه قام بإعادة تشكيل صورة قمم الجبال رقميًّا والتي تُعبِّر عن الارتفاع والهبوط، واضعًا بذلك حجر الأساس لتقلُّبات أسواق الأوراق المالية مُمثلةً في (مؤشر دو جونز الصناعي ــDow Jones Industrial Average or index). وعند إمعان النظر في هذه الصورة الطبيعية يمكنك أن تتنبأ منها عن طريق (القيم المنخفضة ــ values precipice). إننا على شفا الكارثة المالية التي حدثت عام 2008، ولكن للأسف اُلتقِطَت الصورة بينما كنا حينها في قاعِ الوادي (في خِضَمِ الأزمة) ولا نعلم بالضبط أين نحن الآن.

وهذا (مؤشر هانج سينج Hang Seng index) متمثِّلًا في جبال هونج كونج. الآن نحنُ أمامَ نوعٍ من الفن، فهذه استعارةٌ من الطبيعة، استعارة للنتوءات المُكوِّنة للقمم الجبلية صُعودًا وهبوطًا. هنا يجب أن ننظر بدقة إلى الرياضيات المُعاصرة، ليس فقط الرياضيات الاقتصادية ولكن الرياضيات بصفةٍ عامة، التي هي عملية انتقالية من شيء ما.

الرياضيات نشتقها ونستنسخها من الكون لنعيد بها بناءه بطريقةٍ أخرى. إن الخوارزميات التي تستخدمها الحواسيب تتطلب إحساسًا بالحقيقة، وتتفاعل مع الواقع بصورةٍ كبيرة، فنتائجها منطقية ومُرضية.

في تجربةٍ خاصةٍ لي على متن طائرة، جلستُ جوارَ فيزيائيٍّ بُلغاري وتبادلنا الأحاديث عمَّا كان يفعله الفيزيائيون أثناء الحرب الباردة في بلغاريا، حيث قال لقد كنا نُجزِّئ الأشياء فقلت له: هذا مثير! كيف كنتم تفعلون ذلك؟ ولفهمٍ أفضل لا بد أن نفهم قليلًا كيف تعمل الأشياء؟ وهذا يبدو تبسيطًا مبالغًا فيه للموضوع. إذا أردت أن تُمرر موجةَ رادارٍ خلال 156 طن من الحديد
في السماء (طائرة) حتمًا سيرصدها، ولكن إذا استطعت أخذ هذا الشيء الضخم وحولته إلى مليون جزءٍ من الأجزاء الصغيرة، شيءٌ ما مثل مجموعات الطيور الكبيرة (أسراب) فالعملية ستكون صعبةً بالنسبة للرادار الذي سينظر خلالها، لا بد له أن يرصد حركة كلٍّ منها على حدة داخل السرب الضخم. ولو كانت وظيفتك أنت بدلًا من الرادار ستكون وظيفة سيئة حقًا.
فرد عليه الفيزيائي البلغاري بالقول: نعم ولكننا لم نستخدم الرادار ولكننا استخدمنا (الصندوق الأسود ــ black box) والذي كان يبحث عن إشاراتٍ كهربية واتصالات إلكترونية، ومتى رأينا سِربًا من الطيور لديها اتصالات إلكترونية كنا نعتقد أن الأمريكان وراء ذلك (مزحة).
فقلت له: هذا جيد، لقد أمضيتم 60 عامًا من الأبحاث الجوية ماذا ستفعلون بعد ذلك بهذا الكم من الخبرة؟
ردَّ قائلًا: (الخدمات المالية ــfinancial services )، ثم قال: هنالك 2000 فيزيائي في وول ستريت وأنا واحدٌ منهم ثم سألته ما هو الصندوق الأسود لوول ستريت؟
فرد ضاحكًا: إنه لمن المضحك أن تصيغ سؤالك على ذلك النحو لأنها بالفعل تُسمَّى (مضاربة الصندوق الأسود black box trading ) وأحيانًا تُسمَّى (algo trading ) أو(مضاربة الخوارزميات ــ algorithmic trading ) والتي تعتمد على عملية (التجزئة ــ partitioning) بشكلٍ أساسي، حيث إن حل لغزِ حركات التجارة المؤسسية ينطبق تمامًا مع ما كنا نفعله لكشف تجسس القوات الجوية الأمريكية، التي هي طريقة تحركهم في هذه الأماكن سواءً كانوا مراقبين للأداء أو مقامرين، فهم يتحركون كما لو كانت ملايين من (المشاركات للأسهم ــshares ) أو الحصص لشيءٍ ما في السوق، وعندما يفعلون ذلك كلهم مرةً واحدة في نفس التوقيت كما هو الحال في لعب الـpoker المجازفة الكلية (all in)، ولذلك لا بد أن يجدوا طريقةً آمنة لاستخدام الخوارزميات لتسهيل مهمتهم وزيادة أرباحهم وتقليل المخاطرة بالأموال، حيث تقوم بتجزئة هذا الشيء الضخم إلى ملايين من التعاملات الصغيرة وتقوم بتحليلها مرشدةً إياهم أين سيضعون أموالهم.

# تُسمَّى هذه النوعيات من المضاربة في الأسواق المالية (مضاربة الصندوق الأسود أو الخوارزميات ــ black box trading
algorithmic OR ).

# السحر والرعب خلف هذا كله هو أنها نفس الرياضيات التي تستخدمها لتجزئة شيءٍ كبير إلى ملايين الأشياء الصغيرة يُمكن أن تُستخدَم بطريقة عكسية لتقوم بتجميع التعاملات الصغيرة لتكوين الصورة الأكبر في تعاملات الأسواق المالية والتنبؤ وتحليل ما يحدث بالضبط في السوق. لذلك فإن قناصي الصفقات الضخمة في البورصة يجب أن يكون لديهم صورة عن الشكل العام لاتجاهات أسراب التعاملات المالية وأدائها. ويتم ذلك عن طريقِ مجموعةٍ من الخوارزميات التي بُرمِجَت خصيصًا لهذه الأغراض، منها ما يُخفِيhide ، ومنها ما يُظهر find ، وتقوم باتخاذ القرارات، وكل هذا عظيم وجيد وهو يشكل 70% من البورصات الأمريكية، أي 70% من نظام التشغيل المالي والذي يُعرف بالمعاشاتpensions أو الرهن العقاري mortgage. إذن، ما الذي يمكن أن يكون خاطئًا وخطيرًا حول هذه الأنظمة غاية التعقيد؟

إنه في العام الماضي حوالي 9 % من إجمالي السوق اختفى فجأةً في خلال خمس دقائق وهو ما يُعرف باسم:
flash crash of 2:45 أو الانهيار الوميضي (اللحظي).

وإلى يومنا هذا لا يوجد شخصان يتفقان على ما حدث بالضبط؟ وذلك لأنه لم يقم أحدٌ بإعطاء الأوامر أو القيام بالعمليات المالية بنفسه، ولم يكن لأحدٍ سيطرةٌ على ما كان يحدث فِعليًا. كل ما كان لديهم هي المؤشرات وشاشات العرض البيانية أمامهم والتي أظهرت لهم الأرقام الكارثية، وكان كل خيارهم يتمثَّل في (زرٍّ أحمر ــ red button) يُعطي أمرًا بإيقاف أو إغلاق التداول. وهذا بسبب أننا صمَّمنا وكتبنا هذه الأشياء التي لا نستطيع قراءتها واستعنَّا بشيءٍ (غير مقروء ــillegible )، وفقدنا الإحساس بما يحدث داخل ذلك العالم من صنعنا، وبدأنا بالفعل في صنع طريقنا الخاص كما فعلت شركة في بوسطن تُسمَّى (نانكس ــ Nanex)، حيث يستخدمون الرياضيات للوصول إلى بيانات السوق. وبالفعل في بعض الأحيان يجدون بعضًا من هذه الخوارزميات ويستخرجونها ويفعلون ما يفعلونه دائمًا عندما يواجهون كمًّا كبيرًا من البيانات التي لا نفهمها والتي تعطيهم (طريقة) أو مخطوطة، وهذه أحدُ الأشياء التي وجدها وتُسمَّى (السكين Knife).

وهذه أخرى تسمى (الاحتفالية ــ the carnival )

(بوسطون شافلر ــ Boston shuffler )

(الشفق ــ Twilight)

والهفوة هي أن هؤلاء الصيَّادين يقيمون ليلَ نهار في السوق، ويمكنهم شمُّ رائحةِ الأنماط بمجرد النظر لها كما تُصطاد الفريسة من قِبَلِ حيوانٍ مُفترس، متى ما نظروا إليها سيعرفون نمطها متى تعلمت الاستنباط منها.

ومثال للمزاح فقط، هذا الكتاب عن الذباب ستجده على أمازون بسعر 1.730,045$ إذا اشتراه أحدٌ بعد عددٍ معين من الساعات ستجده بسعر 23,689,655$ بالإضافة إلى مصاريف الشحن والتسليم، والسؤال هنا بما أنه لم يقم أحدٌ ببيعِ أو شراءِ أيِّ شيء، ما الذي حدث؟ ما الذي جعل سعر الكتاب يتغير بهذه الطريقة؟
ويُمكنك أن ترى ذلك يحدث في أمازون مثلما يحدث في البورصة، وعندما ترى هذا السلوك تتأكد أنه ليس تدخلًا من عوامل بشرية في عمليات التجارةtrades ، وإنما خوارزميات تصارع خوارزميات في حلقات loops من خوارزميات أخرى تتسبب في ظهور مثل هذه الأرقام بدون رؤية إنسانية او مراقبة بشرية لتقول أن 1.7 مليون دولار لكتاب هو رقمٌ سخيف، وكذلك الحال بالنسبة لشركة (نت فليكس ــnet flix ) والتي قامت باستخدام أنواعٍ متعددة من الخوارزميات خلال الأعوام السابقة.

وقد استخدموا خوارزمية (السينما ماتش cinema match) و(كواكب الديناصورات Dino Planets) و(الجاذبية gravity) وغيرها. وهم الآن يستخدمون (الفوضى الباراجماتية ــ pragmatic chaos) وهي مثل الهدف منها جميعًا، وهي محاولة فهم ما يجري في عقلك وما تفكر فيه عن طريق رسم خريطةٍ للخيارات داخل الجمجمة البشرية، حيث يمكنها ترشيح أي الأفلام ربما تودُّ مشاهدته، وهي عمليةٌ معقدةٌ جدًّا بالطبع، ولكن تعقيد المشكلة يتلخص في حقيقة أننا لا نملك حتى اليوم تصوُّرًا واقعيًّا للمفاضلات والخيارات التي ربما تحدث في هذه الخوارزمية، ولكنها تملك تأثيرًا كبيرًا. فخوارزمية الفوضى الباراجماتية كمعظم خوارزميات شركة (نت فليكس ــnet flix ) تُحدِّد في نهاية المطاف تقريبًا 60% من إجمالي الأفلام التي يرتادها المشاهدون فعليًّا. إذن، فقطعةٌ واحدة من الأحجية ومعلومةٌ واحدة فقط عن المشاهد هي مسؤولةٌ عن نسبة الـ60% التي حددتها الخوارزمية، ولكن ماذا لو أمكننا تقييم هذه الأفلام قبل عرضها أو حتى صناعتها؟ ألن يكون ذلك مُساعدًا جدًّا؟
حسنًا يوجد بعضٌ من العلماء المختصين بالبيانات والأرقام في هوليوود من المملكة المتحدة U.K. ولديهم ما يُعرف باسم (الخوارزميات القصصية story algorithms ) يعملون لدى شركة تُسمَّى (إيبا جوجكس Epagogix)، وهي تقوم في عملها على أن يتم إدراج (نص الفلم ــscript) إلى الخوارزميات الخاصة بها ويمكنها أن تُخبِر صُنَّاع الأفلام عن أرقامٍ مقبولةٍ من احتمالات نجاح الفيلم وأرباحه، وتُحدد إذا ما كانت 200 مليون دولار رقمًا جيدًا لميزانية الفيلم أم لا!

والذي يجب أن تُدركه في ذلك، أنها ليست عملية بحثٍ مثل طريقة عمل جوجل، إنها ليست حالة مالية أو اقتصادية، إنها ثقافة. وما نراه هنا ومالا نراه عادةً، هو أن تلك الخوارزميات هي (فيزياء الثقافةــ physics of culture ) وإن حدث لها مثل الذي حدث لنظيراتها في وول ستريت -أي أصابها عطلٌ ما فجأة- كيف سنعلم ذلك؟ ومن الذي سيكتشف ذلك؟ وكيف ستبدو الأمور بعدها؟

# في منزلك هناك نوعان من الخوارزميات التي تقوم بالحسابات اللازمة لتنظيم غرفة معيشتك، وهي عبارة عن نوعين مختلفين من الروبوتات المُنظِّفة أو الماسحة، والتي لديها مفهومي عملٍ مُختلفين عما تعنيه كلمة تنظيف، كما تشاهدونه في هذه الصورة والتي وُضِعَت عن طريق التصوير الضوئي البسيط لطريقة عملها، والتي تبدو فيها هذه الخوارزميات كمُهندسَين مِعمارييَن سِرييَن يعملون في الغرفة، وفكرة أن الهندسة المعمارية نفسها خوارزميات تسيطر على كل شيء ليس أمرًا خياليًّا، بل إنه حقيقيٌّ للغاية ويجري حولنا على الدوام -تحكم الخوارزميات-.

# وسوف تصلون لقمة شعوركم بها عندما تجدون أنفسكم داخل صندوقٍ معدنيٍّ معزول! هذا مصعد من طراز جديد يُسمَّى (مصعد التحكم بالوجهة ــ elevators
destination control ) وهو نوعٌ من المصاعد الذي يطلب منك بياناتٍ حول الوجهة والطابق الذي تريد الوصول إليه قبل الدخول، ويستخدم نوعًا من الخوارزميات تُسمَّى ( تعبئة الدبابيس ــ pin-backing algorithms ) وإذا أصابها عطلٌ ما أربك المستخدمين مثل منعهم من الوصول إلى الطوابق الخاصةِ بهم أو جراج سياراتهم فستكون نتيجة برمجتها كالآتي: كل شخص يريد الوصول إلى الطابق العاشر الذي فيه سيارته سيتوجه إلى السيارة في الطابق الثاني مثلًا. وغير ذلك من الأخطاء الواضحة والمشكلة أن الناس ستنزعج جدًّا والناس ستهلع وستضطرب ويمكننا أن نرى لماذا. وذلك لأن هذه المصاعد افتقدت وجود تدخل العنصر البشري، وهي الأزرار كتلك التي يستخدمها الناس في المصاعد العادية، وكلُّ ما لديهم هو مجرد أرقام تصعد وتهبط بهم إجباريًّا، وزرٌ أحمر وحيد للتوقف، وهذا ما نسعى نحوه، نسعى إلى تصميمِ هذه النماذج الراقية التي تُفكِّر بدلًا عنًّا وتتخذ قراراتٍ أفضل وأدق. إلى أي مدى يمكننا أن نصل في ذلك؟

# دعونا نعود إلى وول ستريت، لأن الخوارزميات في وول ستريت هي الأكثر تعقيدًا ودقةً وأهمية. فعملها بصورة جيدة يعني أن الاقتصاد بخير، وهي تعتمد على عُنصرٍ مُهمٍّ جدًّا وهو السرعة. وهي تتجاوب وتعطي نتائجَ خلال أزمنةٍ قياسيِّةٍ جدًّا، تصل إلى المللي والميكرو ثانية. ولاستيعاب ماهية (الميكرو ثانية microsecond ) فإن نقرة واحدة من الفأرة تستغرق منك 500 ألف ميكرو ثانية! ولكن إذا كنت خوارزمية في وول ستريت واستغرقك الأمر 5 ميكرو ثانية إضافية فأنت خاسرٌ ومُتأخرٌ عن الركب. فإذا كنت خوارزمية ربما تودُّ مقابلة المهندس المعماري الذي التقيته في فرانكفورت، الذي كان يُفرغ ناطحةَ سحاب بأكملها من الأثاث والخدمات التي يستخدمها البشر والبُنَى التحتية تاركًا فقط الفولاذ الذي يُكوِّن ناطحة السحاب تلك لكي يجهز للـstack of servers ، وأيضًا خوارزميات للدخول السريع إلى الإنترنت. ونظرتنا للإنترنت على أنه نوعٌ من الـdistributive systems وهو بالفعل كذلك، ولكنه منتشر على نطاقٍ واسع من الأماكن، وهذه أماكن توزيعها في نيويورك، وهذا الذي في الصورة هو فندق كاريرا في شارع هدسون، وهو المكان الذي تخرج منه جميع الأسلاك والاتصالات إلى المدينة، وكلما ابتعدت عن المصدر كُنت متأخرًا قليلًا ببضع ميكرو ثانية. هذه الشركات في وول ستريت (ماركو بولوــ marko polo) و(شيروكي نيشن ــ Cherokee nation) متأخرة بمقدار 8 ميكرو ثانية عن المباني المجاورة للفندق وهذا سيستمر في الحدوث. أقصد عمليات تفريغ ناطحات السحاب، وذلك لأنَّ كل بوصة تساوي أموالًا ودولارًا لدولار وجنيهًا استرلينيًّا لآخر. لا أحد يستطيع أن يعصر أموالًا من هذه المساحات الفارغة حول الفندق مثلما يحدث في بوسطن شفلر.

# ولكن إن حدث ونظرت من أعلى على الصورةِ الكلية، فسوف ترى خندقًا طوله 825 ميلًا يمتد من شيكاجو إلى نيويورك والذي تم بناؤه على مدار سنوات من قِبَلِ شركةٍ تُدعى (سبريد نت ورك ــ spread networks)، وهي عبارة عن ألياف ضوئية توصيلية بين هاتين المدينتين لكي ينقل إشارةً واحدةً فقط هي أسرع ب 37 مرة من نقرة الفأرة، وقد تم ذلك. وصُرِفَت كل هذه الأموال الباهظة فقط من أجل الخوارزميات، وعندما نُفكِّر في ذلك وأننا جُبنا الولايات المتحدة حفرًا وتفجيرًا للصخور من أجل تلك الخوارزميات لكي تستطيع أن تتم صفقة في السوق المالي في زمنٍ أسرع بمقدار 3 ميكرو ثانية. كلُّ ذلك من أجل شبكة اتصالات، على الرغم من أنه لا يوجد أحدٌ سيعرف ما يجري حقًا وإلى أيٍّ مدى سنصل، بل سيظل الفضول وسنظل نبحث عن فكرٍ أوسع وحدودٍ أبعد.

# ما سترونه الآن هو إسقاطٌ نظريٌّ فقط والذي قام به بعض الرياضياتيون من معهد MIT والحقيقة أنني لا أفهم فعلًا معظم ما يعملون عليه ويتكلمون عنه وهو يتضمن (التشابك الكمي quantum entanglement ) و(المخاريط الضوئية light cones) وغيرها وأنا لا أفهم معظم ذلك.

ولكن يمكنني استيعاب هذه الخريطة. ما تقوله الخريطة أنه إذا كنت تحاول جني الأموال من الأسواق الموجودةِ في النقاط الحمراء، أي أماكن وجود التجمعات البشرية الكثيفة والمدن، عليك أن تضع خدمات الإنترنت والاتصالات الخاصة بك على النقاط الزرقاء لكي تحصل على الفاعلية القصوى للتسويق. وكما نرى فإن بعض النقاط الزرقاء موجودة في أماكنَ غريبة مثل الأقطاب وعرض المحيطات، فمقترحه ممكن أن يبني فقاعاتٍ أو منصَّاتٍ تعمل لتمتص الأموال من الهواء، إنه حقًا لمستقبلٌ مزهر إذا كنت خبيرًا في الخوارزميات.

إن المال ليس المثير للاهتمام، بل ما يمكن أن يحفزه المال في البشر. إننا حقيقةً نُعيدُ تشكيلَ الأرض نفسها بفضل تلك الخوارزميات وفاعليتها، وإذا رجعنا ثانيةً إلى صورة مايكل ناجار سنجد أنها ليست استعارة، إنها نبوءة تُوضِّح التأثير الضخم للرياضيات على عالمنا. إن المشهد دائمًا يتم تشكيله بهذا التعاون الغريب بين الإنسان والطبيعة، الأمرُ الذي يفتح الآفاق لنوعٍ ثالثٍ من التعاون وهو الخوارزميات.