In het dagelijks leven zijn we eraan gewend te denken dat onze zintuigen, onze perceptie - zicht, geluiden, texturen, smaken - ons een nauwkeurig beeld geven van de echte wereld. Als we er even over nadenken - of bezwijken voor de truc van onze zintuigen - realiseren we ons natuurlijk dat we deze wereld nooit precies zullen kunnen waarnemen. Ons brein doet eerder aannames over hoe deze wereld eruitziet, alsof het de externe realiteit imiteert. Toch zou deze imitatie redelijk goed moeten zijn. Als het niet zo was, zouden we dan niet aan de zijlijn van de evolutie blijven staan? De ware realiteit kan altijd buiten ons bereik blijven, maar onze zintuigen moeten in het algemeen in het algemeen aangeven wat deze realiteit kan zijn.
Cognitief wetenschapper Donald Hoffman gebruikt evolutionaire speltheorie om aan te tonen dat onze perceptie van onafhankelijke realiteit een illusie moet zijn. Hij gelooft dat onze zintuigen ons niets verschuldigd zijn. Hoffman is hoogleraar cognitieve wetenschappen aan de University of California, Irvine. De afgelopen dertig jaar heeft hij perceptie, kunstmatige intelligentie, evolutionaire speltheorie en de hersenen bestudeerd en een zeer dramatische conclusie getrokken: de wereld die aan onze waarneming wordt gepresenteerd, heeft weinig te maken met de werkelijkheid. Bovendien, zegt hij, moeten we de evolutie zelf bedanken voor deze magische illusie, aangezien de behoefte aan evolutie groeit met het kleineren van de waarheid.
Een poging om de aard van de werkelijkheid te begrijpen en het kaf van het kaf, de waarnemer van het waargenomene, te scheiden, wordt gedaan op de grens van neurobiologie en fundamentele fysica. Aan de ene kant vind je wetenschappers die proberen te begrijpen hoe een kilo grijze stof, die alleen de gebruikelijke natuurkundige wetten gehoorzaamt, leidt tot een bewuste first-person-ervaring. Ze noemen het de "moeilijke taak".
Donald Hoffman
Aan de andere kant is er de kwantumfysica, die iedereen verbaast met het vreemde feit dat kwantumsystemen geen afzonderlijke objecten lijken te zijn die in de ruimte zijn gelokaliseerd totdat we ze beginnen te observeren. Experiment na experiment hebben wetenschappers aangetoond - in tegenstelling tot gezond verstand - door aan te nemen dat de deeltjes waaruit gewone objecten bestaan onafhankelijk van de waarnemer bestaan, krijgen we de verkeerde antwoorden. De belangrijkste les van de kwantumfysica is vrij duidelijk: er zijn geen openbare objecten aanwezig in een reeds bestaande ruimte. Zoals natuurkundige John Wheeler het uitdrukte: "De opvatting dat de wereld 'daarbuiten' bestaat, onafhankelijk van ons, is niet langer geldig."
Dus terwijl neurowetenschappers worstelen om te begrijpen hoe zoiets als first-person reality kan bestaan, hebben kwantumfysici te maken met het mysterie van hoe iets anders dan first-person realiteit kan bestaan. En hier ligt het gebied van Hoffmans werk - de grenzen verleggen in een poging een wiskundig model van de waarnemer te creëren, om aan de andere kant van de illusie tot de werkelijkheid te komen. Quanta Magazine interviewde de wetenschapper over zijn werk en resultaten.
Mensen gebruiken de darwinistische evolutie vaak als argument dat onze percepties de werkelijkheid nauwkeurig weerspiegelen. Ze zeggen: “Het is duidelijk dat we goed thuis moeten zijn in deze realiteit, anders waren we al lang geleden gewist. Als ik denk dat ik een palmboom zie, maar er is in feite een tijger, dan zit ik in de problemen."
Promotie video:
Rechtsaf. Het klassieke argument is dat degenen van onze voorouders die meer zagen een concurrentievoordeel hadden ten opzichte van degenen die minder zagen, en daarom hoogstwaarschijnlijk hun genen doorgaven die een nauwkeurigere perceptie bepalen. Dit betekent dat we na duizenden generaties er vrij zeker van kunnen zijn dat we de afstammelingen zijn van degenen die nauwkeuriger zagen, en we zien nauwkeuriger. Klinkt logisch. Maar ik denk dat dit fundamenteel verkeerd is. Dit argument weerspiegelt niet het fundamentele feit over evolutie, namelijk de fitnessfunctie (fitnessfunctie) - wiskundige functies die beschrijven hoe goed een gedefinieerde strategie zijn doelen van overleven en voortplanting bereikt. De wiskundige en natuurkundige Chetan Prakash bewees de stelling die ik noemde, en er staat: volgens evolutie door natuurlijke selectie, een organisme dat de werkelijkheid ziet zoals die is,zal nooit meer aanpasbaar zijn dan een organisme van gelijke complexiteit, dat de werkelijkheid helemaal niet ziet, maar zich wel kan aanpassen. Nooit.
Je hebt computersimulaties gedaan om dit te laten zien. Kunt u ons een voorbeeld geven?
Stel dat er in werkelijkheid een hulpbron is, bijvoorbeeld water, en je kunt het objectief kwantificeren - heel weinig water, gemiddelde hoeveelheid water, veel water. Stel nu dat uw fitnessfunctie lineair is, dus een beetje water geeft u een beetje fitheid, gemiddeld water geeft u een gemiddelde vorm en veel water geeft u de meeste flexibiliteit - in welk geval een organisme dat de waarheid over water over de hele wereld ziet, kan om te winnen, maar alleen als de fitnessfunctie in werkelijkheid is gebouwd in overeenstemming met de huidige structuur. Maar eerlijk gezegd zal dit in de echte wereld nooit gebeuren. Een klokvormige bocht is waarschijnlijker: bijvoorbeeld te weinig water - je sterft van de dorst, te veel water - je verdrinkt,en ergens daartussenin zal het goed zijn om te overleven. Nu komt de fitnessfunctie niet meer overeen met de structuur van de echte wereld. En dat is genoeg om de waarheid teniet te doen. Een adaptief organisme zou bijvoorbeeld lage en excessieve waterstanden kunnen beschouwen als een "rood signaal" dat wijst op een slechte conditie, en tussenliggende waarden als groen op een hoge conditie. Zijn waarneming zal worden afgestemd op wat past, niet op de waarheid. Hij zal geen verschil zien tussen klein en groot - alleen rood - ook al bestaat het in werkelijkheid.geeft een lage conditie aan, en tussenliggende waarden zijn groen, wat een hoge conditie betekent. Zijn waarneming zal worden afgestemd op wat past, niet op de waarheid. Hij zal geen verschil zien tussen klein en groot - alleen rood - ook al bestaat het in werkelijkheid.geeft een lage conditie aan, en tussenliggende waarden zijn groen, wat een hoge conditie betekent. Zijn waarneming zal worden afgestemd op wat past, niet op de waarheid. Hij zal geen verschil zien tussen klein en groot - alleen rood - ook al bestaat het in werkelijkheid.
Maar hoe zal het zien van de valse realiteit gunstig zijn voor het voortbestaan van het organisme?
Er is een metafoor die voor ons beschikbaar is gekomen in de afgelopen 30-40 jaar, en dit is de desktopinterface. Stel dat er een blauw rechthoekig pictogram in de rechter benedenhoek van het bureaublad van uw computer staat - betekent dit dat het bestand zelf blauw en rechthoekig is en in de rechter benedenhoek van uw computer staat? Natuurlijk niet. Het is gewoon de manier waarop de dingen op uw bureaublad zijn gerangschikt: het heeft kleur, positie en vorm. Deze categorieën zijn gewoon voor u beschikbaar en geen van hen zal de waarheid vertellen over de computer zelf. En dit is interessant. Je zou geen echte beschrijving kunnen vormen van de binnenkant van een computer als je hele visie op de werkelijkheid beperkt was tot het bureaublad. Toch is de desktop best handig. Het blauwe rechthoekige pictogram leidt mijn gedrag en verbergt zich in een complexe realiteit die ik niet wil weten. Dit is het belangrijkste idee. De evolutie heeft ons de waarnemingsorganen geschonken die ons in staat stellen te overleven. Ze sturen de aanpassingsmechanismen. Maar een deel hiervan is verborgen in mechanismen die we niet hoeven te kennen. En dit is echter een groot deel van de werkelijkheid, wat deze werkelijkheid ook in werkelijkheid is. Als je te veel tijd besteedt aan het analyseren van dit alles, zal de tijger je verslinden.
Betekent dit dat alles wat we zien één grote illusie is?
We zijn uitgerust met zintuigen die ons in staat stellen te leven, en daarom moeten we ze serieus nemen. Als ik iets zie dat op een slang lijkt, neem ik het niet aan. Als ik een trein zie, sta ik er niet voor. Deze symbolen houden me in leven, dus ik ben er serieus mee. Maar het is verkeerd om te geloven dat als we ze serieus willen nemen, we ze ook letterlijk moeten nemen.
Als slangen geen slangen zijn en treinen geen treinen, wat zijn dat dan wel?
Slangen en treinen hebben, zoals deeltjes in de natuurkunde, geen objectieve functies die onafhankelijk zijn van de waarnemer. De slang die ik zie, is een beschrijving die door mijn zintuigstelsel is gecreëerd en die me een reeks handelingen vertelt die worden bepaald door mijn conditie. Evolutie creëert aanvaardbare oplossingen, geen optimale. De slang is een acceptabele oplossing voor een probleem dat me vertelt hoe ik in zo'n situatie moet handelen. Mijn slangen en treinen zijn mijn mentale voorstellingen; je vliegers en treinen zijn jouw ideeën.
Wanneer begon je erover na te denken?
Als tiener was ik geïnteresseerd in deze vraag: zijn wij machines? Mijn lezing van de wetenschap heeft aangetoond dat ja. Maar mijn grootvader was een priester, en in de kerk zeiden ze nee. Dus ik dacht dat ik het zelf moest uitzoeken. Het is nogal een belangrijke persoonlijke vraag - als ik een machine ben, moet ik erachter komen. Zo niet, dan moet je ook ontdekken wat deze speciale magie is, dat ik geen machine ben. Daardoor kwam ik in de jaren tachtig in het MIT artificial intelligence lab terecht, waar ik werkte aan machine-perceptie. In het gezichtsveld is er een onverwacht succes geboekt bij het ontwikkelen van wiskundige modellen voor specifieke visuele vaardigheden. Ik merkte dat ze een gemeenschappelijke wiskundige structuur hebben, en ik dacht dat het mogelijk zou zijn om een formele structuur uit te schrijven die mogelijk alle mogelijke observatiemodi omvat. Ik werd gedeeltelijk geïnspireerd door Alan Turing. Toen hij de Turing-machine uitvond, probeerde hij een abstracte computer te maken. En in plaats van er een hoop onnodige dingen op te zetten, zei hij: laten we de eenvoudigste wiskundige beschrijving nemen die kan werken. En dit simpele formalisme vormde de basis van de informatica, de informatica. En ik vroeg me af of zo'n eenvoudig formalisme zou kunnen worden gebruikt als basis voor de observatiewetenschap?
Wiskundig model van bewustzijn
Precies. Intuïtie vertelde me dat er een bewuste ervaring is. Ik voel pijn, proef, ruik, ik kan zien, ervaren, emoties voelen, enzovoort. Een onderdeel van deze structuur van bewustzijn is de verzameling van allerlei soorten ervaringen. Als ik deze ervaring heb, op basis van de ervaring die ik heb, wil ik misschien veranderen wat ik doe. Daarom moet ik beschikken over een verzameling mogelijke acties die ik kan ondernemen en een besluitvormingsstrategie die me, op basis van mijn ervaring, in staat stelt mijn acties te veranderen. Dit is het belangrijkste idee. Ik heb een X-ruimte voor ervaring, een G-ruimte voor acties en een algoritme D waarmee ik nieuwe acties kan kiezen op basis van mijn ervaring. Ik voeg ook de ruimte W toe voor de wereld, die ook een ruimte van mogelijkheden is. Deze wereld heeft op de een of andere manier invloed op mijn perceptiesdaarom is er een kaart P van de wereld naar mijn ervaring, en als ik handel, verander ik de wereld, daarom is er een kaart A van de actieruimte naar deze wereld. Hier is de hele structuur. Zes elementen. En ik denk dat dit de structuur van bewustzijn is.
Maar als er een W is, impliceert u dan het bestaan van de buitenwereld?
Dit is het meest interessante. Ik kan W uit het model halen en er een bewuste agent voor in de plaats zetten, waardoor ik een keten van bewuste agenten verkrijg. Kortom, je kunt eindigen met hele netwerken van willekeurige complexiteit. En dit is de wereld.
Is de wereld gewoon andere bewuste agenten?
Ik noem dit bewust realisme: objectieve werkelijkheid is slechts bewuste agenten, standpunten. Ik kan twee bewuste agenten nemen en ze laten interageren, en de wiskundige structuur van deze interactie zal ook voldoen aan de definitie van een bewuste agent. En wiskunde zegt me iets. Ik kan twee bewustzijns nemen, en ze kunnen aanleiding geven tot een nieuw, verenigd, verenigd bewustzijn. Hier is een concreet voorbeeld. Ons brein heeft twee hersenhelften. Maar als je een hersenafbrekende operatie uitvoert die het corpus callosum volledig doorsnijdt, krijg je duidelijk bewijs van twee afzonderlijke bewustzijnsgebieden. Vóór deze scheiding was bewustzijn één. Het kan dus niet worden gezegd dat er één agent van bewustzijn is. Ik had niet verwacht dat wiskunde me ertoe zou brengen het toe te geven. Hieruit volgt dat ik individuele waarnemers kan nemen,combineer ze en creëer nieuwe waarnemers, en doe het tot in het oneindige. Er zijn enkele gewetensvolle agenten.
Als het allemaal om bewuste agenten, perspectieven van de eerste persoon gaat, hoe zit het dan met de wetenschap? Wetenschap is altijd een beschrijving van de wereld in een derde persoon geweest
Als we openbare objecten meten, en als de objectiviteit van de resultaten is dat jij en ik hetzelfde object in dezelfde situatie kunnen meten en hetzelfde resultaat kunnen krijgen - van de kwantummechanica het wordt duidelijk dat dit niet werkt. De natuurkunde vertelt ons dat er geen openbaar toegankelijke fysieke objecten zijn. Wat te doen? Ik kan je vertellen dat ik hoofdpijn heb, en zelfs geloven dat ik het je goed zal vertellen, want ook jij hebt ooit hoofdpijn gehad. Hetzelfde geldt voor appels, de maan, de zon en het universum. Net zoals je je eigen hoofdpijn hebt, zo heb je je eigen maan. Maar ik veronderstel dat ze dezelfde zal zijn als de mijne. Deze veronderstelling is misschien verkeerd, maar het ligt ten grondslag aan mijn bericht en het is de beste,wat kunnen we doen met betrekking tot openbaar beschikbare fysieke objecten en objectieve wetenschap.
Het lijkt erop dat niet veel mensen op het gebied van neurowetenschappen of filosofie van de geest aan fundamentele fysica denken. Denk je dat dit een struikelblok is voor degenen die het bewustzijn proberen te begrijpen?
Ik denk dat het … was. Ze negeren niet alleen de vooruitgang in de fundamentele fysica, ze doen het ook vaak expres. Ze stellen openlijk dat de kwantumfysica zich niet bezighoudt met aspecten van de hersenfunctie die een gedeeltelijke oorzaak van bewustzijn zijn. Ze zijn er zeker van dat het punt ligt in de klassieke eigenschappen van neurale activiteit, die onafhankelijk van waarnemers bestaat - de kracht van synaptische verbindingen, dynamische eigenschappen, enzovoort. Dit zijn zeer klassieke concepten van de Newtoniaanse fysica, waarin tijd absoluut is en objecten absoluut bestaan. En dan begrijpen neurowetenschappers niet waarom ze geen doorbraken hebben. Ze wijken af van ongelooflijke doorbraken en inzichten gemaakt door de natuurkunde. 'We zullen zelfs na 300 jaar bij Newton zijn.'
Ik vermoed dat ze reageren op zaken als het model van Roger Penrose en Stuart Hameroff waarbij je nog steeds een fysiek brein in de ruimte hebt, maar vermoedelijk kwantumwerk doet. In plaats daarvan zeg je: "Kijk, de kwantummechanica zegt ons dat we de noties van 'fysieke dingen' die zich in 'ruimte' bevinden in vraag moeten stellen
Neurowetenschappers zeggen: "We hebben geen kwantumprocessen nodig, we hebben geen kwantumgolffunctie nodig die instort in neuronen, we kunnen gewoon klassieke fysica gebruiken om processen in de hersenen te beschrijven." Ik zal nogmaals de grote les van de kwantummechanica benadrukken: neuronen, hersenen, ruimte … dit zijn allemaal symbolen die we gebruiken. Ze zijn niet echt. Er is geen klassiek brein dat een soort kwantummagie doet. Er zijn geen hersenen! De kwantummechanica zegt dat klassieke objecten, inclusief de hersenen, niet bestaan. Dit is een zeer radicale uitspraak over de aard van de werkelijkheid, en omvat niet de hersenen die geavanceerde kwantumberekeningen uitvoeren. Dus zelfs Penrose ging niet ver genoeg. Maar de meesten van ons zijn, zoals u weet, geboren realisten. We zijn geboren fysicalisten. Het is heel erg moeilijk om te weigeren.
Terugkomend op de vraag waarmee u begon: zijn wij machines?
De formele theorie van bewuste agenten die ik ontwikkel, is computationeel universeel - in zekere zin is het een machinetheorie. En aangezien deze theorie computationeel universeel is, kan ik er cognitieve wetenschap en neurale netwerken uit halen. Op dit moment denk ik echter niet dat we machines zijn, gedeeltelijk omdat ik onderscheid kan maken tussen een wiskundige weergave en het ding dat wordt weergegeven. Als bewust realist postuleer ik bewuste ervaring als ontologische primitieven, de basisingrediënten van de wereld. Ik bevestig dat mijn ervaring boven alles is. De ervaring van het dagelijks leven - mijn ware gevoel van hoofdpijn, mijn ware smaak van chocolade - dit is de ultieme aard van de werkelijkheid.
Gebaseerd op materiaal uit Quanta Magazine
ILYA KHEL
