Элизиум теней или сложная проблема сознания

Обучение с подкреплением. Р. Саттон и Э. Барто. Предполагается, что время является дискретным (а каким еще?). Из среды на вход анимата поступает некоторая ситуация S(t). Ситуация представлена в виде некоторых бинарных символов (1, 0, 0, 1…) - аналогично входному вектору X для персептрона. Попадая в эту ситуацию, анимат выполняет некоторое действие a(t) и получает подкрепление r(t). Подкрепление может быть отрицательным - если оператор хочет наказать анимат или положительным, если оператор хочет поощрить анимат. Выполняя определенное действие анимат попадает в следующую ситуацию S(t+1). Цель анимата - максимизировать общую сумму подкреплений.

Где U(t) - оценка суммарной награды, которая будет получена за k периодов

Y - коэффициент забывания (0<y<1) - чем дальше заглядывает анимат тем менее точным может быть его предсказание

В процессе обучения у анимата формируется определенная стратегия поведения. Которая определяет выбор действия в той или иной ситуации.

Дальнейшие выкладки основаны на динамическом программировании и теории марковских процессов.

Марковским случайным процессом называется такой, вероятность нахождения в определенном состоянии которого в будущем зависит от текущего состояния и не зависит от того, как он достиг этого текущего состояния. В формальном виде это выглядит как:

Pr{g(t_n+1)=E_n+1|g(t₀)=E₀, g(t₁)=E₁, …, g(t_n)=E_n}=

=Pr{g(t_n+1)=E_n+1|g(t_n)=E_n},

Таким образом, будущее такого процесса строго зависит от его настоящего. Такое свойство называется свойством отсутствия последействия.

Существуют марковские процессы с непрерывным и дискретным временем. В данной главе нас интересуют марковские процессы с дискретным временем. Следовательно, мы будем рассматривать только их.

В марковских случайных процессах для описания перехода из одного состояния в другое используются вероятности.

p_ij(t_k)=Pr{g(t_k+1)=E_j|g(t_k)=E_i}, i,j=0,n.

Эта формула характеризует вероятность перехода из i-ого состояния в j-ое состояние, из Ei в Ej соответственно. Вероятность этого перехода во времени (t_k+1) в состояние Ej, зависит от того, что до этого он находится в состоянии Ei.

Вероятность того, что через m шагов во времени из состояния Ei произойдет переход в состояние Ej вычисляется по формуле:

, m=2, 3, …

Следовательно, чтобы из состоянии Ei был, через m шагов во времени, произошел переход в состояние Ej необходимо сначала дойти до состояния Ek через (m-1) шагов. Это заложено в изначальном определении марковских процессов (свойство отсутствия последействия).

На этом знакомство с марковскими процессами можно закончить и перейти непосредственно к механизму обучения с подкреплением.

Если множество возможных ситуаций {Si} и множество возможных действий {ai} являются конечными, то возможно использовать метод обучения SARSA, который завязан на распутывании клубка взаимоследующих событий. S(t)>a(t)>S(t+1)>a(t+1)… и так далее. При использовании этого метода итеративно (посредством n числа процедур обучения) формируются величины суммарной награды Q(S(t), a(t)), которую получит анимат, если в ситуации S(t) он выполняет действие a(t). Математическое ожидание награды равно:

Q(S(t),a(t)) = E{r(t) + yr(t + 1) + y²r(t + 2) + ...}|S = S(t), a = a(t)

Из этого выражения и выражения, которое было приведено в начале главы, вытекает нижеследующее:

Q(S(t),a(t)) = E[r(t) + yQ(S(t + 1), a(t+1))]

Отклонение оценки можно определить как:

д(t) = r(t) + yQ(S(t + 1), a(t+1)) - Q(S(t), a(t))

Где д(t) - ошибка временной разности

Здесь д(t) - разность между оценкой суммарной величины награды, которая формируется у анимата для момента времени t после выбора действия a(t+1) в следующей ситуации S(t+1) в момент времени t+1, и предыдущей оценкой этой же величины, которая была у анимата в момент времени t. Предыдущая и новая оценки равны Q(S(t), a(t)) и r(t)+yQ(S(t+1),a(t+1)) соответственно.

Каждое t - происходит как выбор действия, так и обучение анимата.

В момент времени t с вероятностью 1-? выбирается действие с максимальным значением Q(S(t),aj): a(t) =argmax_j{Q(S(t),aj)};

С вероятностью ? выбирается произвольное действие, 0< ?<<1.

Такая схема называется схемой «? жадного правила».

Обучение т.е. переоценка величины Q(S, a) происходит в соответствии с оценкой ошибки д(t) - к величине Q(S(t), a(t)) добавляется величина, пропорциональная ошибке временной разности д(t).

ДQ(S(t), a(t)) = aд(t) = a[r(t) + yQ(S(t + 1), a(t + 1)) - Q(S(t), a(t))]

Где a - параметр скорости обучения.

Метод оптимизации принятия решений основывается на методах динамического программирования и некоторых следствий теории марковских случайных процессов. Этот метод достаточно прост, но при этом крайне эффективен. В реальности нам редко известен правильный результат деятельности. Мы лишь взаимодействуем с окружающей средой и получаем от нее либо положительные либо отрицательные подкрепления различной степени важности. Этот метод основан именно на этом. Давайте продемонстрируем работу анимата на простом примере. Среда сообщает агенту, что он находится в состоянии S1 и есть шесть возможных действий (ai) i [1;6]. Анимат выбирает действие 2 (a2) и получает некоторое подкрепление 2 единицы. После этого действия анимат попадает в ситуацию S2 у него допустим 4 возможных действия. Это основы обучения с подкреплением. Так как целью этой работы не является их полное рассмотрение, то ограничимся этим.

От кванта к сознанию

Если уж мы заговорили о квантовом мире, то стоит объясниться. Раз уж нам мировая философия навязывает противостояние материализма и идеализма. Попробую сказать о том, как я вижу эту проблему в контексте квантового мира. Если рассматривать и сознание, и материю, как объективно существующее, то материя - это то, что есть, то, что мы определенным образом можем воспринять. Она жестко детерминирована - здесь и сейчас. Ее суть для нас, как субъекта восприятия - это макрообраз. Но при этом микромир материи - это совершенно другое бытие. Он практически полностью состоит из пустоты возможной материальной потенции (физический вакуум). Атомы имеют некую орбитальную структуру (хотя это и абстракция). В центре положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по орбитам отрицательные электроны и т.д.(планетарная модель атома Н. Бора). Но это микромир, и нам данная изнанка представляется лишь в процессе редукции (отображении на прибор) частицы, которая обладает определенного рода дуализмом. Ну и что? Стул - есть стул. И сколько мы бы не говорили - что он практически полностью состоит из пустоты - он никуда не пропадет. Он такой, какой он есть. Ну, или, если угодно, такой, каким он дан нам. Но сознание - это иное. Если рассматривать сознание не как целостную структуру, а как феномен здесь и сейчас - то основа сознания - это мысль. Т.о. наше сознание объективно существует здесь и сейчас, как мысль, как некое dinf/dt. Еще Гегель говорил, что основой является мысль, которая есть мгновение пути от субъекта к объекту. Ничего не напоминает? Получается, что сознание объективно существует как микро часть макроструктуры, в отличие от материи, которая существует, как макроструктура, хранящая «неведомый» микромир. Т.о. аналогии сознания можно проводить именно с микромиром материи (если аналогии в принципе уместны). При этом если материя как макро - это открытая система, то сознание как макро - как целостность, как мэон, как мир идей, обладающий всеми возможными потенциями закрытая система. Так как в ней содержатся все возможные потенции.

Мэон

3-яя концепция и, на мой взгляд, наиболее интересная рассматривает сознание в ракурсе фундаментальных наук, а конкретно фундаментальной физики. Она говорит о некотором информационном метапространстве, референтом, которого является физический вакуум. Это метапространство принято, вслед за Платоном, называть «Мэон». Согласно этой концепции - существует некоторый энтропийный вакуум, с которым связана вся материя, и как апогей этой материи человек (свойство консиенции). Что представляет собой энтропия? Шредингер говорил, что энтропия с положительным знаком - это мера хаоса, а энтропия с отрицательным знаком - это мера упорядоченности. Дак вот этот антиэнтропийный вакуум представляет собой некую безграничную упорядоченность, с которой субъект связывается и получает некоторые смыслы. Содержательность такой концепции отмечали многие физики-теоретики Э. Шредингер, В. Гейзенберг, Д. Бом. Теперь давайте разберемся, что есть что. Физический вакуум - это низшее энергетическое состояние квантовых полей, характеризующееся отсутствием каких либо реальных материальных частиц. Т.о. если в вакууме мы начнем измерять импульс и потенциал частицы, то получим 0. Но это не значит, что вакуум есть абсолютная пустота. В нем постоянно рождаются и гибнут частицы. Можно сказать, что физический вакуум постоянно находится в состоянии кипения. Такой вывод обусловлен второй интерпретацией уравнения соотношения неопределенностей Гейзенберга (ДEДt = h / 2р) . Но время жизни этих частиц настолько мало (10^-22 с.) что они не успевают вступить во взаимодействие с реальными частицами. При этом свойства вакуума до конца не изучены и он все еще представляет для физики одну из нерешенных загадок. Существует гипотеза о наличии таких частиц, которые связывают семантический потенциал мэона с физическими процессами, происходящими в мозгу человека. Так ученые пытаются преодолеть дилемму Декарта о связи ментального и физического. Но пока, что эти частицы не удалось обнаружить.

При этом, согласно гипотезе, стрела времени для энтропийного вакуума отсутствует. Для него прошлое, будущее и настоящее, существуют синхронно. При этом передача информации может осуществляться мгновенно (или на много быстрее скорости света). Много раз упомянутый А. Эйнштейн был ярым противником этой концепции. Он предлагал мысленный эксперимент. Поместите одну субатомную частицу на один край вселенной, а другую на другой. После этого осуществите воздействие на одну из них. Неужели тогда другая частица, на противоположном краю вселенной, будет знать, что на первую воздействовали? Это абсурд!

Но все идет к тому, что квантовые телепортации возможны. В 1997 году это явление наблюдалось независимыми группами экспериментаторов под руководством А. Цайлингера в Вене и Ф. Де Мартини в Риме. Само понятие антиэнтропии ввел Н. И. Кобозев. Он рассматривал антиэнтропию, как преодоление второго начала термодинамики в сознании человека. Кто не помнит, второе начало термодинамики говорит о том, что система неуклонно стремится к хаосу (неупорядоченности). Частицы, которые связывают нас с этим мэоном, чаще всего, именуются битонами. Это виртуальные частицы со спином 1/2 . Квантовый вакуум обладает крайне интересными свойствами. Можно подумать, что вакуум никаким образом не влияет на существующие частицы, но это не так (эффект Лэмба-Ризерфорда). Суть этого эффекта, что существуют небольшие различия энергий электрона в атоме водорода и водородоподобных атомах для некоторых состояний, в которых, согласно уравнению Дирака, энергии должны совпадать; в квантовой электродинамике объясняется тем, что влияние на электрон порождаемого им поля зависит от состояния электрона. Реальные частицы постоянно окружены облаком виртуальных частиц, их влияние ослабляет связь электрона с ядром, меняя его массу. Тема самым он начинает как бы «дрожать» на орбите. Экспериментально установлен У. Ю. Лэмбом и Р. Резерфордом в 1947 г. для некоторых состояний водорода. Очевидно, что схожим свойством обладают битоны. Феномен энтропийного вакуума можно сопоставить с квантовыми флуктуациями отрицательной энергии мэона. Т.е. область всех возможных порядков можно сопоставить с изнанкой возмущений частиц. Я говорю с изнанкой, потому что имеется в виду отрицательная энергия. Для этого запишем соотношение неопределенностей Гейзенберга

Где E - энергия

t - время

p -импульс

x -координата.

ДE > 0; Дt > 0

Здесь чувствую, требуется пояснение. Вряд ли все знают, что такое соотношение неопределенностей Гейзенберга. В квантовой физике невозможно одновременно измерить и координату, и импульс частицы. Для того, чтобы вычислить координату частицы ее необходимо осветить. Но чем сильнее мы «освещаем» частицу, тем сильнее поток фотонов изменяет ее импульс, следовательно, отклонение по измерению импульса частицы будет увеличиваться. И наоборот - если мы не будем «освещать» частицу, то точно узнаем значение ее импульса, но не узнаем значение ее координаты.

Когда человек рождается его сознание представляет собой чистую линию. В процессе жизнедеятельности он приобретает некую иерархию смыслов. Аддитивность иерархического информационного ряда служит предпосылкой экспоненциального роста интеллекта. При этом молекулы мозга, до взаимодействия с мэоном находятся в состоянии сомнамбул. Получая сигнал (аналогия с радиоприемником) молекулы далекие от равновесного состояния приобретают некоторое когерентное состояние - действуют как сплоченный коллектив. Сродни парамагнетикам. При намагничивании парамагнетиков атомные магнитные моменты выстраиваются по направлению поля (в отсутствие поля они дезориентированы тепловым движением). При этом можно заметить, что парамагнитные среды обладают важным свойством - эффектом усиления слабых сигналов при сохранении предельно низкого уровня собственного шума. Это может оказаться крайне существенным при информационном взаимодействии мозга с мэоном.

Тем не менее, я считаю, что той информации о вакууме, которая была изложена выше, преступно мало. К тому же феномен вакуума крайне мало изучен. Совершенно недавно стали появляться серьезные труды по разработке этой проблемы. Давайте проанализируем, что есть обычный вакуум, а затем уже перейдем к энтропийному вакууму.

Под вакуумом понимается низшее энергетическое состояние квантового поля. Энергия вакуума не является нулевым значением (E=hw/2). Все фундаментальные константы, присущие элементарным частицам - это есть мера их взаимодействия с вакуумом. К тому же вакуум не является единым. Макровакум - это наиболее распространенное понятие. Это вакуум, который заполняет межпланетное пространство. Но существует еще множество вакуумов. Вакуум, который находится между атомами - это одно, вакуум, который находится между нуклонами и внутри них - это другое. Для бозонов (частиц с нулевым или целым спином) существует свой - бозонный вакуум. Единой теории вакуума я не знаю. Скорее всего, исследования вакуума и создание его общей теории приближают ученых к созданию «теории всего».

Потоки энтропии можно представить уравнением производной функции энтропии по времени.

Где H - потоки энтропии, проходящие через мозг

h - потоки энтропии, возникшие при работы мозга.

Как термодинамическая система мозг устойчив (о поддержании его гомеостаза мы говорили в главе «нейрофизиология»), но не устойчив как информационная система. Так как поток антиэнтропии (упорядоченности) характеризуется отрицательными флуктуациями времени, он противодействует росту энтропии, которая появляется при взаимодействии с материальными объектами.

При этом концепцию единого информационного поля и взаимодействия человека с ним можно верифицировать. Есть как минимум несколько фактов подтверждающих эту концепцию. Во первых это феномен интуиции, которая есть некий невидимый аттрактор, который ведет человека. А. Эйнштейн говорил, что рациональных путей решения сложных, заранее не алгоритмизированных задач не существует. Крайне важна роль интуиции. Она будто прорывается через ограниченность нашего опыта. Также одним из фактов может быть явление СЧВ. Было проведено множество опытов по психокинетическому воздействию на электронные и механические системы. Доказано, что человек в состоянии мысленным усилием управлять случайными физическими процессами. Существует еще один эксперимент. По всему миру расставили ГСЧ (генераторы случайных чисел) и фиксировали их поведение. В периоды глобальных катастроф, терактов или других архизначимых мировых происшествий ГСЧ вели себя по другому, нежели обычно. Пусть этот эксперимент и не является объективным, но он как минимум дает повод задуматься.

Согласно формулировке Р. Уилсона первый принцип квантовой психофизики «заключается в признании того факта, что изучение и материи и сознания заставляет нас подвергнуть сомнению привычные представления о реальности».

Теперь давайте продолжим рассказ о генезисе живого, только в контексте концепции мэона. Биология зиждется на двух принципах: это принцип естественного отбора (предложенный Ч. Дарвиным) и принцип наследования (ковариантной репликации). При этом общая теория биологии до сих пор отсутствует. Для теории необходим третий элемент. По мнению Тимофеева-Ресовского, необходим третий принцип, решающий проблему прогрессивного развития. Развитие в результате эволюции столь сложных структур, как многоклеточные существа до сих пор носит неоднозначные трактовки. Так как ученые до сих пор не могут сказать - кто более прогрессивен - человек или чумная бактерия. Мы возвращаемся к вопросу, который был поставлен ранее: зачем природе было рождать столь сложные организмы? И теперь уже можно поговорить о предустановленной гармонии. Каждый тип развития живого проходит через точки бифуркации (разветвления) где самый незначительный фактор может сыграть ключевую роль. Сложно представить - через сколько точек бифуркации прошла неживая материя, чтобы стать человеком. Возникает предположение, что этот долгий путь был пройден без наличия предустановленного результата. В качестве фактора довлеющего на эволюционное развитие может явиться «семантическое давление мэона». Принцип семантического давления согласуется с принципом «минимума диссипации энергии», предложенным Л. Онасгером. Из этого принципа следует, что эволюция идет по пути уменьшения потери энергии, т.е. путем снижения прироста энтропии. В процессе эволюции живого при создании необходимых условий происходит синтез молекул ДНК (носителей генетической информации). Этот процесс, как и все, что происходит с материальными объектами (по крайней мере не в критических условиях) подчиняется второму началу термодинамики.

Где Sn - это поток энтропии через систему

Si - производство энтропии в системе.

Для нас важно будет значение Si. Как было сказано ранее, в процессе эволюции прирост энтропии уменьшается. Т.е. для каждой последующей ступени иерархии живого значение прироста si будет меньше. Следовательно, количество информации, требуемое для переходя к все более сложным формам живого, пропорционально уменьшается. Известно, что ДНК шимпанзе и ДНК человека отличаются лишь каждым тысячным нуклеотидом. При этом на каждой новой ступени у эволюции все меньше времени на закрепление полезных признаков особи. Тем самым между уменьшением прироста энтропии и уменьшением времени закрепления полезного признака существует некоторая пропорциональность. Но принцип «минимума диссипации энергии» для эволюции не является необходимым. Это просто так. Но, это не есть неизбежный процесс. Повторюсь - эволюция идет прогрессивным путем не сама по себе. Скорее всего, ее что то ведет. Как предполагал еще Платон - эволюция есть реализация изначально предшествующей идеи осуществления программы божественного творения. Возможно, эволюция ведомая мэоном идет по пути замыкания круга. Она замыкается на человеке, который способен воспринимать сигналы мэона.

В результате эволюционная триада может выглядеть так: «мутации + семантическое давление + отбор».

А.В. Вернадский выдвинул принцип цефализации: эволюция нервной системы направлена на усовершенствование ЦНС». Этот принцип согласуется с принципом Онсагера. Тогда у нас есть основания утверждать, что человек не является конечной ступенью эволюции. Как было сказано, для каждого последующего скачка эволюции требуется все меньше времени. Для природы ничего не стоит создать ступень развития выше человека. Но тогда в угоду сильной интеллектуальной развитости он рискует утратить связь с окружающим материальным миром.

Таким образом, мэон довлел на эволюционный процесс, давая ему развиваться по предустановленным законам по заданной траектории, чтобы в результате появился человек разумный. Этот человек разумный смог замкнуть эволюционный круг на свой разум.

Для меня было крайне удивительно, что нейрофизиологи и физики, рассматривают сознание под совершенно иными ракурсами. При этом два этих ракурса практически никак не связаны. Нейрофизиологи говорят нам об одном, ученые занимающиеся изучением фундаментальной физики о другом. Нет причин усомниться в их компетентности и осведомленности в тех вопросах, которые они изучают на протяжении многих лет. Все эти люди являются большими авторитетами в своих областях. Нейрофизиологи говорят нам о процессе сознания, как неком результате когерентного действия нервных клеток (нейронов). Физики говорят нам о связи сознания с неким метаинформационным пространством, которое не только связанно с сознанием, но и довлеет на эволюционные процессы, направляя их по заданному пути. Но это еще не значит, что одна из этих теорий является ложной. Возможно, нейрофизиологи и физики говорят о разных состояниях сознания. Когда сознание может быть целиком описано процессами, которые происходят в нашем мозгу, мы говорим о ситуациях не выходящих за рамки полученного опыта (стандартных ситуациях). Когда мы говорим о связи сознания с мэоном, мы подразумеваем предельные ситуации сознания. Когда результаты его функционирования выходят за рамки полученного опыта. И здесь именно речь идет о вдохновении, озарении, интуиции и пр. Когда сознание вырывается за рамки имеющегося опыта, очевидно, что оно ищет нечто большее, и находит это в замыкании на антиэнтропию мэона. Иначе нет никаких объяснений получению нового знания. Но, как выразился С. Курдюмов «Не всем доступны эти состояния, большинство жителей земли пребывает в квазистационарном состоянии». У того же Курдюмова описаны некоторые HS и LS режимы. HS режим - это тление сознания в прошлом. LS режим - это горение сознания и направленность его в будущее. Суть современной науки - это сведение всех законов к единому знаменателю. Следовательно, и в науке о сознании все должно сводиться к одному началу. Существует достаточно большое количество литературы, которая утверждает нам, что существует более тонкий, нежели материальный мир (волнововихревой). Многие считают его миром торсионных полей. Причем ученые приводят достаточно много результатов экспериментов, которые подтверждают это. Иногда в своих рассуждениях ярые сторонники этого подхода повествуют нам, чуть ли не о магических вещах. С другой стороны, возможно наше невежество не позволяет нам адекватно воспринимать то, что мы видим. Шелдрейк Руперт говорит об этом:

«Наука в наши дни сделалась очень консервативной. Она развивается в рамках уже сложившейся системы взглядов, из-за чего многие основополагающие проблемы игнорируются, объявляются «запретными» или попросту ненаучными. Наука обходит так называемые аномальные вопросы, не вписывающиеся в привычные схемы. К примеру, навигационные способности животных, которые ежегодно мигрируют, как бабочки данаиды, или всегда находят путь к дому, как почтовые голуби, до сих пор остаются загадкой. Современная наука так и не смогла найти им объяснения, и, скорее всего, не сможет никогда. Считается, что исследования в такой области имеют меньшую научную ценность, чем, к примеру, задачи молекулярной биологии, и лишь немногие ученые пытаются этим заниматься. А ведь относительно несложные исследования, посвященные способности животных находить дорогу к дому, могли бы изменить наше понимание природы животных и в то же время привести к открытию сил, полей или видов воздействия, до сих пор не известных физикам. Прочитав книгу, вы сможете убедиться, что расходы на такие исследования весьма незначительны и их могли бы проводить многие люди, не являющиеся учеными по профессии. Нельзя не признать, что голубей лучше всех знают именно те, кто ими увлекается, а таких любителей в мире более пяти миллионов.»

В его книге «Семь экспериментов которые изменят мир» он говорит о поразительных вещах, которые не попадают под рассмотрение современной науки. Например там говорится о существовании некоего коллективного разума, который по уровню выше чем деятельность генотипа популяции. Я не буду приводить эти эксперименты (кто хочет пусть сам прочитает эту книгу). Только скажу, что это наводит на мысль о действительном существовании надматериального тонкого мира. Модель мэона - это лишь попытка дать научное обоснование доселе неведомому.

Квантовое сознание Пенроуза

В заключении перейдем к самому главному. Если в науке и существуют звезды, то Р. Пенроуза можно по праву считать таковым. Он один из немногих, кто пытается взглянуть на сознание наиболее обще. Если бы я обладал достаточными научными знаниями и желанием написать книгу, то я написал бы, что то похожее на «Тени разума. В поисках науки о сознании» Пенроуза. Это еще более фундаментальный труд, чем его же «Новый ум короля».

Что мы подразумеваем, когда говорим - квантовое сознание? Очевидно, что мы проводим аналогию между сознанием и процессами, происходящими в квантовом мире. Эта точка зрения стала крайне распространена среди физиков. Но здесь важно не проводить локальные аналогии между сознанием и квантовым миром, а важно выработать теорию, которая смогла бы все объяснить. У нас есть достаточно правдоподобная модель мира. Мы выработали множество законов, которые как нам представляется, управляют основополагающими процессами, мы проникли внутрь вещей. Но без внесения в научную картину теории сознания она никоим образом не может являться полной.

Можно ли вычислительными средствами получить аналог сознания? У Р. Пенроуза есть основания утверждать, что нет. Он приводит прекрасный пример: пусть у нас на бильярдном столе находятся 5 шаров, нам нужно чтобы последний из них попал в лузу. Ударить мы можем только по первому шару. Как бы мы не пытались смоделировать этот процесс, реальный результат соударения шаров будет отличаться от компьютерной модели. Почему? Потому, что на результаты соударения влияют множество факторов. Модель будет представлять лишь один из возможных вариантов. И здесь можно вспомнить - чему учит нас синергетика. Когда некоторая система проходит точки бифуркации на ее состояние могут повлиять самые незначительные факторы. Грубо говоря, результат соударения может быть другим, если в зале кто то чихнет, или кий будет натерт мелом по другому. Безусловно, это очень грубый пример. Наш мозг гораздо сложнее. В нем происходит когерентное функционирование многих миллионов нервных клеток. И даже если вычислительной мощности хватит для такого моделирования, оно будет лишь формальным. Так как формально можно смоделировать все что угодно, но эта модель - не есть моделируемый процесс. Так как на любой процесс действует множество факторов. Особенно если этот процесс сложный. Невозможность математического исчисления характерных для сознания процессов может быть связана с объективным коллапсом волновых функций макроскопических переменных. Вывод - наше мышление можно смоделировать, но лишь формально.

Следовательно, стоит предположить, что кибернетическая теория сознания не может стать общей теорией сознания.

Для создания общей теории необходимо перекинуть мост между квантовой физикой и нейрофизиологией. Очевидно, что между квантовыми процессами и высшей нервной деятельностью существует каузальная связь. Квантовые процессы - есть процессы микромира. Физико-химические процессы - есть процессы макромира. Когда мы говорим о материи, то связь микромира и макромира очевидна. Число электронов протонов и нейронов целиком определяют свойства вещества. Нам известно, что атом водорода состоит из ядра и одного электрона. И это определяет его фундаментальные свойства. Химические реакции могут быть описаны на микроуровне. Мы, по крайней мере, можем формализовать эти свойства в каких либо величинах. С сознанием все сложнее. Даже если мы примем концепцию квантового сознания, что в квантовом мире считать референтом эмоций, желаний и так далее. Постоянно возникает вопрос о связи макро и микро. Где, чья роль? И здесь я говорю не о процессе взаимодействия (концепция квантового сознания как раз преодолевает извечную дуалистическую проблему связи физического и ментального), а о функциональной нагрузке. Я не думаю, что мозгу постоянно необходимо обращаться к квантовым процессам. Несмотря на уникальность подхода к рассмотрению сознания через призму фундаментальной физики - этот подход крайне противоречив.

Почему в принципе ученым в голову пришла мысль о рассмотрении сознания в квантовом ключе? Поскольку все сущее - есть квантовые процессы, есть резон задать вопрос о прояснении феномена сознания рассмотрением его в рамках квантовой теории.

Давайте, наконец, расскажем о гипотезе Р. Пенроуза. Пенроуз является платоником. Его теория состоит из трех звеньев, которые образуют замкнутый круг. 1 звено - материальный мир; 2 звено - мир сознания; 3 звено - это мир математических истин (мир идей по Платону). Материальный мир рождает мир сознания, мир сознания рождает мир математических истин, а он, в свою очередь, определяет весь мир физического. Таким образом, круг замыкается. Вам что-то это напоминает? Конечно, это напоминает систему Гегеля, которая зиждется на триадичности, на проистекании одной противоположности из другой. Платон также провозглашал триадичность. Именно потому, хотя и не только, Пенроуза называют платоником. За основу своей теории он берет следствие теоремы Геделя (о неполноте достаточно богатых формальных систем). Я думаю, что без разъяснения сути теоремы и ее следствий дальнейшее повествование будет затруднительным.

Не скажу, что я сам понимаю как доказывалась эта теорема, но ее смысл я осознаю достаточно для его изложения.

Теорема Геделя: У нас имеется некая математическая формальная система, в этой системе всегда существует такое положение, которое не может быть доказана с помощью элементов этой системы. Для такого доказательства систему необходимо дополнить. Но в дополненной системе также найдется недоказуемое в ее рамках положение. Для доказательства ее надо дополнить… И так до бесконечности. Пенроуз предлагает следующий вывод из этой теоремы: «Нельзя создать такую формальную систему логически обоснованных математических правил доказательства, которой было бы достаточно, хотя бы в принципе, для доказательства всех истинных теорем элементарной арифметики. Пенроуз трактует суть теоремы как нечто большее, чем просто математическое построение. Он видит там глубинный философский смысл - о невозможности сведения человеческого понимания вещей к набору вычислительных правил. Иными словами - невозможно создать такую систему правил для доказательства, так называемых, априорных математических истин, которые доступны человеку. Далее Пенроуз обсуждает вычислительные возможности универсальной машины Тюринга. Пенроуз утверждает о принципиальной невычислимости процессов сознания.

Как раз, для мира математических истин и подходит вышеизложенная концепция мэона. К слову сказать, эта гипотеза изначально опирается на воззрения самого Платона. Теперь вы понимаете, какую архироль играет триадичность не только в философии, но отчасти и в науке.

Пенроуз считает, что все науки должны брать за свою основу физику. Физика говорит нам о фундаментальных процессах, следовательно из этих процессов должно проистекать все остальное. Тем самым Пенроуз ставит физику во главу всех наук. Он считает, что биологические законы в своей основе должны иметь суть физические. Математические истины он видит как абсолютные (предшествующие физике). И в этом есть логика. В науке давно бытует мнение: «То, что открывают физики, математикам уже известно». Считается, что математика - это теория будущих миров. У математики действительно существенно меньше границ, чем у физики. Для математических теорий достаточна внутренняя непротиворечивость, содержательность и логичность. Для физики важна еще и верифицируемость. Точнее так - гипотеза может быть гипотезой, но конечная теория должна каким, то образом быть связана с реальностью. В математике можно спокойно вывести корень из (-1), который равняется i. В физике - это должно как то соотноситься с объектами материального мира. Математика работает с абстракциями. Для нее не важно - сколько в действительности существует пространств, она может оперировать любым их числом. Сейчас предполагается, что вселенная может иметь всего 10 измерений. Размер дополнительных свернутых измерений сравним с планковской длиной, т.е. такой, как и у струн. Дополнительные измерения должны быть свернуты так, чтобы им удовлетворял один конкретный класс шестимерных геометрических объектов. Они носят название пространств Калаби-Яу. Эти пространства были известны в математике еще задолго до того, как физики задумались о том, что измерений на самом деле больше четырех. Здесь воззрения Пенроуза стоит сравнить с трудами Пифагора, который говорил: «Бог был математиком».

Так как и в классической науке не все рассматриваемые термины являются категориально однозначными, Пенроуз считает возможным соотнесение концепции «сознания» с другими физическими концепциями.

Раз он утверждает о возможности соотнесения «сознания» с традиционными физическими концепциями, то за прототип такой концепции он берет квантовую механику.

Пенроуз против классического рассмотрения сознания, как макроработы мозга. Он считает, что в процессах сознания важную роль могут иметь квантовые эффекты. Вслед за Д.Эклизом пенроуз указывает на возможную важную роль квантовых эффектов при синаптической передаче сигналов. Так как светочувствительные клетки способны воспринимать свет даже в несколько фотонов (а при определенных условиях и одного фотона) то в самом мозге могут содержаться нейроны, являющиеся квантовыми «детекторами».

Поскольку квантовые эффекты действительно могут инициировать в мозге процессы гораздо более крупного, нежели сами, «масштаба», отдельные исследователи выразили надежду, что способность разума воздействовать на физический мозг может быть обусловлена квантовой неопределенностью.

Далее, как развитие этой идеи Пенроуз рассматривает такое понятие, как когерентность, а конкретно квантовокогерентный эффект. Почему? Он считает, что квантовые процессы могут играть значимую роль в функционировании такой системы как мозг. Но тем не менее на уровне единичной элементарной частицы вероятностного трактования ее поведения (согласно современной квантовой механике) не существует. Когда происходит редукция элементарной частицы прибором, то этот процесс строго детерминирован. Вероятностная природа может возникнуть лишь в более крупных масштабах. Следовательно, необходимо искать те процессы, которые связывают квантовый мир и макро мир. Одним из таких процессов может являться квантовая когерентность. Это самосогласованное поведение элементарных частиц, которое влияет на макроуровень. Когда мы говорим о квантовой когерентности, мы подразумеваем колебательную природу волновой функции. А когерентность представляет собой единое квантовое состояние. Такие состояния чаще всего встречаются при явлениях сверхпроводимости. Сверхпроводимость подразумевает, что сопротивление проводника равняется нулю. Но, с другой стороны, сверхпроводимость - это явление возникающие при крайне низких температурах. При повышении температуры частицы приобретают энергию, дающую им возможность выпрыгнуть из «запретной энергетической зоны», и эффект сверхпроводимости прекращается. Но, так как наш мозг обладает достаточно высокой температурой, то явление квантовой когерентности в нем находилось под сомнением. Тем не менее, на сегодняшний день открыта сверхпроводимость при температуре всего лишь -23C. И есть резон полагать, что это не предел. некоторым удивлением), Герберт Фрёлих в 1968 году [129] пришел к выводу, что биологическая квантовая когерентность должна вызывать в живых клетках колебательные эффекты, peзонирующие с микроволновым электромагнитным излучением на частоте 10¹¹ гц. Эти эффекты не требуют низких температур. Как же проявляет себя механизм квантовой когерентности? Как было сказано в главе нейрофизиология, наш мозг состоит из огромного числа нейронов, имеющих один аксон, заканчивающийся множеством синапсов. При этом существуют различные синапсы. Некоторые являются тормозящими (при передаче сигнала уменьшают значение возбуждения принимающего нейрона) некоторые являются возбуждающими (соответственно увеличивают возбуждающее значение принимающего нейрона). При этом, в процессе обучения, их значения постоянно изменяются (подобный механизм, в формализованном виде мы рассматривали в главе персептроны). Но, если в нейросетях этот процесс происходит, как оптимизация функции отклонения вектора результатов от требуемого вектора, которая зависит от тех самых синаптических весов, методом градиентного (наискорейшего) спуска или методом сопряженных градиентов, то в реальности все не так. Что задает установку реальному распределению синаптических связей. Как мы уже и говорили, реальные процессы в мозге не поддаются формализации какой либо вычислительной процедурой. Пенроуз пишет: «Следовательно, нужно искать какой-то другой управляющий «механизм» по крайней мере, для объяснения синаптических изменений, возможно, имеющих некоторое отношение к настоящей сознательной деятельности мозга». Чтобы избавиться от попыток вычисления этого механизма, необходимо найти другой механизм синаптического распределения. Пенроуз считает, что это должен быть фундаментальный физический механизм. И близким аналогом этого механизма может являться квантовая когерентность. Процесс объективной редукции Пенроуз обозначает как OR.

Нужно подробнее рассказать о детерминизме квантового мира. В микромире элементарная частица изображается как некоторая суперпозиция состояний. Например, через А обозначим состояние электрона в котором он находится в положении А. Через Б обозначим состояние электрона в котором он находится в положении Б. Электрон представляет собой суперпозицию этих состояний с числовыми коэффициентами.

x|A ? y|B

Но x и y это не просто вероятностные значения - это комплексные числа, которые отличаются от обычных чисел. Что такое комплексное число? Ответ можно найти все у того же Пенроуза в его монструозном восьмисот страничном труде «Путь к реальности, или законы управляющие Вселенной». Возможен ли корень из -1? Да возможен, достаточно лишь ввести единственную величину i. Любое комплексное число можно представить суммой вещественных чисел в виде:

a + ib

где a и b - вещественные числа.

К комплексным числам применимы все математические операции. Не буду долго говорить о комплексных числах, все необходимое можно прочитать у Пенроуза.

Значит, электрон представляет собой некоторую суперпозицию состояний. Важно привести пример. Когда мы пропускаем свет (поток фотонов) через полупрозрачное стекло, которое на 50% отражает свет, а на 50% его пропускает. Можно было бы подумать, что половина фотонов пройдет через зеркало, а половина отразится, но это не так. На самом деле каждый фотон обретает некоторую суперпозицию отражения и пропускания. То есть он как бы одновременно следует по обоим путям.

Важно понимать, что фотон не расщепляется на два а приобретает некоторое суммированное состояние обоих путей. Но - этот процесс строго детерминирован.

Пенроуз не считает, что квантовый компьютер чем то качественно отличается от обычного дискретного компьютера. Он считает, что квантовый компьютер просто более эффективно справляется с поставленными задачами, но его функционирование также можно изобразить посредством обычного компьютера. То есть квантовый компьютер не дает нам чего то невычислимого.

Пенроуз считает, что столкновение квантового и обычного миров осуществляется в неких микротрубочках, которые имеются в каждой нервной клетке. Это его основной постулат, который он кладет в фундамент своей теории. К сожалению, я не могу полностью объяснить идею Пенроуза, но сделать ее обобщение я могу.

В итоге. В микротрубочках происходят некоторые квантовые процессы. Затем, эти процессы обретают когерентное (самосогласованное состояние) которое дает им возможность проявляться на макро уровне. Затем происходит объективная редукция (OR) волны того когерентного состояния и происходит опознавание.

Сам Пенроуз не претендует на полную завершенность своей теории. Он лишь пытается вместить сознание в ракурс рассмотрения Естествознания.

Кто ты?

Я совершенно уверен, что истинная проблема сознания вне иерархий (что не мешает нам искать суть его природы). Наше сознание - это свобода, свобода и надежда. Вся история человечества говорит нам об этом. Что нет ничего конечного, что истины нет, что истина находится в самом ее поиске, в бесконечном пути. Что стремление человека к чему то большему, что его нелепая, безрассудная и абсолютно бессмысленная вера в чудеса самодоказательны. Они не требуют ничего более. Человек - это вечное дитя поиска и вечное единение антиномий, которые не могут быть разрешены без преодоления собственной бренности. Что человек уверенно может сказать только, если говорить словами Декарта: «Я не сомневаюсь только в том, что я сомневаюсь». Что человек может сказать: «Я есмь» и из этого проистекает все остальное. Но ведь это дерзкое утверждение не требует ничего в качестве предикатов. Как говорил И. Кант: «Понятие бытия не требует под собой наличие никаких предикатов». И также мое сознание не требует никаких подтверждений. Как не требует подтверждений и понятие Бога. Как говорил Дионисий Арепагит: «Бог начинается там, где заканчиваются наши представления о нем». Так и наше сознание. Оно не может быть противопоставлением материи, так как все, что противопоставляется материи, уже ставится с ней в определенное отношение, уже подвергается оценке из мира вещей. Человек может только конституировать определенные точки на бесконечном векторе поиска. Он вечно находится лицом к лицу с мистерией бытия. Отрицание мистерии, отрицание трансцендентного - это путь в никуда. Это путь, который обрывается смертью. Если Я - конечно, то страх смерти непреодолим. Если Я - есть сугубая материя, то все бессмысленно. Но сама мысль о немыслимом во мне, говорит о том, что не все потеряно. Что Я есть часть, чего то более великого, что по сути и есть Я но только в потенции. Что Бог, если под ним понимать Я в своей трагической и священной первопричине существует. Все есть процесс. Но наше сознание в своем абсолюте, под которым понимается дух, не есть конечное. Его конечность замыкается на бесконечность бытия. Для понимания этого не нужно никаких мысленных усилий. Для этого нужно обладать открытостью сердца. И смотреть открытыми глазами на великую мистерию собственного Я.

Закончить это можно только лишь отрывком из оды Г.Р. Державина БОГ

Ты есть!- природы чин вещает,

Гласит мое мне сердце то,

Меня мой разум уверяет,

Ты есть - и я уж не ничто!

Частица целой я вселенной,

Поставлен, мнится мне, в почтенной

Средине естества я той,

Где кончил тварей ты телесных,

Где начал ты духов небесных

И цепь существ связал всех мной.

Я связь миров, повсюду сущих,

Я крайня степень вещества;

Я средоточие живущих,

Черта начальна божества;

Я телом в прахе истлеваю,

Умом громам повелеваю,

Я царь - я раб - я червь - я бог!

Но, будучи я столь чудесен,

Отколе происшел? - безвестен;

А сам собой я быть не мог.

Список литературы

1. Нейросетевая технология представления и обработки информации (естественное пред-ставление знаний). Кн.19. Монография/ под ред. А.И. Галушкина. - М.: Радиотехника, 2006. - 88с.: ил. (Научная серия «Нейрокомпьютеры и их применение», редактор А.И. Галушкин).

2. Концепции современного естествознания: Конспект лекций/ Под ред. В.Г. Гурлеева. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - 215 с.

3. Концепции современного естествознания : Учебник. - Изд. 3-е, перераб. И доп. - М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2008. - 704 с.: ил.

4. Нелинейная вселенная: новый дом человечества / Л.В. Лесков. - М.: ЗАО Изд. «Эконо-мика», 2003. - 446 с. - (рос. Соц-экон. Мысль)

5. Биркгофф Гаррет Математика и психология: Пер. с англ. Изд. 2-е, испр. - М.: Издатель-ство ЛКИ, 2008. - 112 с.

6. Ввведение в искусственный интеллект: Учеб. Пособие для студ. Высш. Учеб. Заведе-ний/Леонид Нахимович Ясницкий. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 176 с.

7. Маязов Сергей Салимович Когнитивные процессы и модели. - М.: издательство ЛКИ, 2007 - 248 с.

8. Князева Елена Николаевна, Курдюмов Сергей Павлович Основания синергетики. Чело-век, конструирующий себя и свое будущее. Изд. 2-е, стереотипное. М.: КомКнига, 2007. - 232 с. (Синергетика: от прошлого к будующему.)

9. Васильев В.В. Трудная проблема сознания. - М.: Прогресс-Традиция, 2009. - 272 с.

10. Фрит К. Мозг и душа: Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир / Крис Фрит; пер. с англ. П. Петрова. - М:Астрель: CORPUS, 2010. - 335, [1] с. - (элементы)

11. Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу/ Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А.; пер. с англ. - М: Едиториал УРСС, 2003. - 672 с.

12. Шелдрейк Р. Семь экспериментов, которые изменят мир: Самоучитель пе¬редовой науки / Пер. англ. А. Ростовцева -- М.: ООО Издатель¬ский дом «София», 2004. -- 432 с.

13. Интернет источник http://spkurdyumov.narod.ru

Размещено на Allbest.ru