I vardagen är vi vana att tänka att våra sinnen, vår uppfattning - syn, ljud, texturer, smak - ger oss en korrekt bild av den verkliga världen. Naturligtvis när vi tänker på det för en sekund - eller förser oss med trånget från våra sinnen - inser vi att vi aldrig kommer att kunna förstå denna värld exakt. Vår hjärna antar snarare antaganden om hur denna värld är, som om han imiterar den externa verkligheten. Fortfarande bör denna imitation vara ganska bra. Om det inte var så, skulle vi inte stå kvar på evolutionslinjen? Sann verklighet kan alltid förbli utanför vårt räckvidd, men våra sinnen bör åtminstone generellt beskriva vad denna verklighet kan vara.
Den kognitiva forskaren Donald Hoffman använder evolutionär spelteori för att visa att vår uppfattning om oberoende verklighet måste vara en illusion. Han tror att våra sinnen inte är skyldiga oss någonting. Hoffman är professor i kognitiva vetenskaper vid University of California, Irvine. Under de senaste trettio åren har han studerat perception, artificiell intelligens, evolutionär spelteori och hjärnan och gjort en mycket dramatisk slutsats: världen som presenteras för vår uppfattning har lite att göra med verkligheten. Dessutom, säger han, måste vi tacka själva evolutionen för denna magiska illusion, eftersom behovet av evolution växer med sanningens nedbrott.
Ett försök att förstå beskaffenheten av verkligheten och att skilja kornet från massan, observatören från den observerade, görs vid gränsen mellan neurobiologi och grundläggande fysik. På ena sidan hittar du forskare som försöker förstå hur ett kilogram grått material, som bara följer fysikens vanliga lagar, leder till en medveten upplevelse från första person. De kallar det "svår uppgift".
Donald Hoffman
På den andra sidan finns kvantfysik, vilket förvånar alla med det konstiga faktum att kvantsystem inte verkar vara separata objekt lokaliserade i rymden förrän vi börjar observera dem. Experiment efter experiment har forskare visat - i motsats till sunt förnuft - genom att anta att partiklarna som utgör vanliga föremål existerar oberoende av observatören, får vi fel svar. Den huvudsakliga lektionen i kvantfysik är ganska tydlig: det finns inga offentliga föremål i något befintligt utrymme. Som fysiker John Wheeler uttryckte det: "Synen att världen existerar" där ute ", oberoende av oss, är inte längre giltig."
Så medan neurovetenskapsmän kämpar för att förstå hur något som första personens verklighet kan existera, hanterar kvantefysiker mysteriet om hur något annat än första personens verklighet kan existera. Och här ligger området i Hoffmans arbete - sträcker sig gränserna i ett försök att skapa en matematisk modell för observatören, för att komma till verkligheten på andra sidan illusionen. Quanta Magazine intervjuade forskaren om sitt arbete och resultat.
Människor använder ofta den darwiniska evolutionen som ett argument att våra uppfattningar exakt återspeglar verkligheten. De säger:”Självklart måste vi vara väl insatta i denna verklighet, annars skulle vi ha raderats för länge sedan. Om jag tror att jag ser en palmträd, men i själva verket finns en tiger, är jag i problem."
Kampanjvideo:
Rätt. Det klassiska argumentet är att de av våra förfäder som såg mer hade en konkurrensfördel jämfört med de som såg mindre, och därför sannolikt vidarebefordrade sina gener som bestämmer en mer exakt uppfattning. Det betyder att vi efter tusentals generationer kan vara helt säkra på att vi är ättlingar till de som såg mer exakt och vi ser mer exakt. Låter logiskt. Men jag tror att detta är fundamentalt fel. Detta argument återspeglar inte det grundläggande faktumet om evolution, som är dess konditionfunktion (fitness-funktion) - matematiska funktioner som beskriver hur väl en definierad strategi når sina mål för överlevnad och reproduktion. Matematikern och fysikern Chetan Prakash bevisade det teorem som jag nämnde, och det säger: enligt evolution genom naturligt urval, en organism som ser verkligheten som den är,kommer aldrig att vara mer anpassningsbar än en organism med lika komplexitet, som inte ser verkligheten alls, men som kan anpassa sig. Aldrig.
Du har gjort datorsimuleringar för att visa detta. Kan du ge oss ett exempel?
Anta att det i verkligheten finns en resurs, till exempel vatten, och du kan kvantifiera den objektivt - väldigt lite vatten, genomsnittlig mängd vatten, mycket vatten. Anta nu att din fitnessfunktion är linjär, så lite vatten ger dig lite kondition, medium vatten ger dig en genomsnittlig form och mycket vatten ger dig mest flexibilitet - i vilket fall en organisme som ser sanningen om vatten runt om i världen kan att vinna, men bara om fitnessfunktionen är byggd i enlighet med den nuvarande strukturen i verkligheten. Men sanningen sägs, detta kommer aldrig att hända i den verkliga världen. En klockformad kurva är mer trolig: säg, för lite vatten - du kommer att dö av törst, för mycket vatten - du kommer att drunkna,och någonstans däremellan kommer det att vara bra för överlevnad. Nu passar inte fitnessfunktionen längre strukturen i den verkliga världen. Och det räcker för att upphäva sanningen. Till exempel kan en anpassningsbar organisme betrakta låga och överdrivna vattennivåer som till exempel en "röd signal" som indikerar dålig kondition och mellanvärden som gröna indikerar hög kondition. Hans uppfattning kommer att anpassas för att passa, inte sanning. Han kommer inte att se någon skillnad mellan liten och stor - bara röd - även om den existerar i verkligheten.indikerar låg kondition och mellanvärden är gröna, vilket betyder hög kondition. Hans uppfattning kommer att anpassas för att passa, inte sanning. Han kommer inte att se någon skillnad mellan liten och stor - bara röd - även om den existerar i verkligheten.indikerar låg kondition och mellanvärden är gröna, vilket betyder hög kondition. Hans uppfattning kommer att anpassas för att passa, inte sanning. Han kommer inte att se någon skillnad mellan liten och stor - bara röd - även om den existerar i verkligheten.
Men hur kommer att se falsk verklighet vara fördelaktigt för överlevnaden av organismen?
Det finns en metafor som har blivit tillgänglig för oss under de senaste 30-40 åren, och detta är skrivbordsgränssnittet. Anta att det finns en blå rektangulär ikon i det nedre högra hörnet på datorns skrivbord - betyder det att filen i sig är blå, rektangulär och bor i det nedre högra hörnet på din dator? Självklart inte. Det är precis som saker ordnas på skrivbordet - det har färg, position och form. Dessa kategorier är helt enkelt tillgängliga för dig, och ingen av dem kommer att säga sanningen om själva datorn. Och detta är intressant. Du kunde inte skapa en riktig beskrivning av internatorerna på en dator om hela din verklighetsvision var begränsad till skrivbordet. Fortfarande är skrivbordet ganska användbart. Den blå rektangulära ikonen styr mitt beteende och gömmer mig i en komplex verklighet som jag inte vill veta. Detta är nyckelidén. Evolutionen har försett oss med uppfattningsorgan som gör att vi kan överleva. De styr mekanismerna för anpassning. Men en del av detta är dold i mekanismer som vi inte behöver veta. Och detta är dock en enorm del av verkligheten, oavsett vilken verklighet det är i verkligheten. Om du spenderar för mycket tid på att analysera allt detta kommer tigern att äta dig.
Betyder det att allt vi ser är en stor illusion?
Vi är utrustade med sinnen som tillåter oss att leva, och därför måste vi ta dem på allvar. Om jag ser något som ser ut som en orm tar jag inte det. Om jag ser ett tåg kommer jag inte att stå framför det. Dessa symboler håller mig vid liv, så jag ser allvar med dem. Men det är fel att tro att om vi ska ta dem på allvar, måste vi också ta dem bokstavligen.
Om ormar inte är ormar och tåg inte är tåg, vad är det då?
Ormar och tåg, som partiklar i fysiken, har inga objektiva funktioner oberoende av observatören. Ormen jag ser är en beskrivning som skapats av mitt sinnesystem och berättar för mig en sekvens av handlingar som är betingade av min kondition. Evolution skapar acceptabla lösningar, inte optimala lösningar. Ormen är en acceptabel lösning på ett problem som säger hur jag ska agera i en sådan situation. Mina ormar och tåg är mina mentala framställningar; dina drakar och tåg är dina idéer.
När började du tänka på det?
Som tonåring var jag intresserad av denna fråga: är vi maskiner? Min läsning av vetenskap har visat att ja. Men min farfar var präst, och i kyrkan sa de nej. Så jag tänkte att jag behövde ta reda på det på egen hand. Det är typ av en viktig personlig fråga - om jag är en maskin måste jag ta reda på det. Om inte, måste du också ta reda på vad denna speciella magi är, att jag inte är en maskin. Som ett resultat hamnade jag på 1980-talet på MIT: s konstgjorda intelligenslaboratorium, där jag arbetade med maskinuppfattning. Inom synfältet har det varit en oväntad framgång att utveckla matematiska modeller för specifika visuella förmågor. Jag märkte att de har en gemensam matematisk struktur och jag tänkte att det skulle vara möjligt att skriva ut en formell struktur som eventuellt täcker alla möjliga observationslägen. Jag inspirerades delvis av Alan Turing. När han uppfann Turing-maskinen försökte han skapa en abstrakt datormaskin. Och istället för att lägga på ett gäng onödiga saker, sa han: låt oss ta den enklaste matematiska beskrivningen som kan fungera. Och denna enkla formalism var grunden för datavetenskap, datavetenskapen. Och jag undrade om en sådan enkel formalism kunde användas som grund för observationsvetenskapen?
Matematisk modell av medvetande
Exakt. Intuition berättade för mig att det finns en medveten upplevelse. Jag känner smärta, smakar, luktar, jag kan se, uppleva, känna känslor och så vidare. En del av denna medvetenhetsstruktur är insamlingen av alla slags upplevelser. När jag har denna erfarenhet, baserat på den erfarenhet jag har, kanske jag vill ändra vad jag gör. Därför måste jag ha en samling möjliga åtgärder som jag kan vidta och en beslutsstrategi som, baserat på min erfarenhet, tillåter mig att ändra mina handlingar. Detta är huvudidén. Jag har ett X-utrymme för upplevelse, ett G-utrymme för handlingar och en algoritm D som låter mig välja nya åtgärder baserat på min erfarenhet. Jag lägger också till utrymmet W för världen, som också är ett utrymme av möjligheter. Den här världen påverkar på något sätt mina uppfattningardärför finns det en karta P från världen till min erfarenhet, och när jag agerar förändrar jag världen, därför finns det en karta A från handlingsutrymmet till denna värld. Här är hela strukturen. Sex element. Och jag tror att detta är medvetenhetsstrukturen.
Men om det finns ett W, antyder du omvärlden?
Det här är det mest intressanta. Jag kan extrahera W från modellen och sätta en medveten agent på sin plats och därmed få en kedja med medvetna agenter. I grund och botten kan du sluta med hela nätverk av godtycklig komplexitet. Och det här är världen.
Är världen bara andra medvetna agenter?
Jag kallar denna medvetna realism: objektiv verklighet är bara medvetna agenter, synpunkter. Jag kan ta två medvetna agenter och få dem att interagera, och den matematiska strukturen i denna interaktion kommer också att tillfredsställa definitionen av en medveten agent. Och matte berättar något för mig. Jag kan ta två medvetanden, och de kan ge upphov till ett nytt, enat, enhetligt medvetande. Här är ett konkret exempel. Vår hjärna har två halvsfärer. Men när du utför en hjärnskärningsoperation som helt avskiljer corpus callosum får du tydliga bevis på två separata medvetenheter. Innan denna separering var medvetandet en. Så det kan inte sägas att det finns ett enda medvetandeagent. Jag förväntade mig inte att matematik skulle leda mig att erkänna det. Det följer av detta att jag kan ta enskilda observatörer,kombinera dem och skapa nya observatörer och gör det ad infinitum. Det finns några samvetsgrannare.
Om det handlar om medvetna agenter, första personperspektiv, hur är det med vetenskap? Vetenskap har alltid varit en tredje person beskrivning av världen
Om det vi gör är att mäta offentliga objekt, och om objektiviteten i resultaten är att du och jag kan mäta samma objekt i samma situation och få samma resultat - från kvantmekanik det blir uppenbart att detta inte fungerar. Fysiken säger att det inte finns några offentligt tillgängliga fysiska föremål. Vad ska man göra? Jag kan säga er att jag har huvudvärk, och till och med tror att jag kommer att berätta för dig, eftersom du också någonsin har haft huvudvärk. Detsamma gäller för äpplen, månen, solen och universum. Precis som du har din egen huvudvärk, så har du din egen måne. Men jag antar att hon kommer att vara samma som min. Detta antagande kan vara fel, men det ligger till grund för mitt inlägg och det är det bästa,vad kan vi göra i relation till allmänt tillgängliga fysiska föremål och objektiv vetenskap.
Det verkar inte som att många människor inom neurovetenskap eller sinnesfilosofi funderar på grundläggande fysik. Tror du att det här är en snubbla för dem som försöker förstå medvetandet?
Jag tror det var. De ignorerar inte bara framsteg inom grundläggande fysik, de gör det ofta med avsikt. De säger öppet att kvantfysik inte handlar om aspekter av hjärnfunktion som är en delvis medvetenhetsorsak. De är säkra på att poängen ligger i de klassiska egenskaperna hos neural aktivitet, som existerar oberoende av observatörer - styrkan hos synaptiska anslutningar, dynamiska egenskaper och så vidare. Dessa är mycket klassiska begrepp i Newtonian fysik, där tiden är absolut och objekt existerar absolut. Och då förstår inte neurovetenskapen varför de inte har genombrott. De flyttar bort från otroliga genombrott och insikter från fysik. "Vi kommer att vara med Newton även efter 300 år."
Jag misstänker att de svarar på saker som Roger Penrose och Stuart Hameroffs modell där du fortfarande har en fysisk hjärna i rymden, men förmodligen gör kvantarbete. Istället säger du: "Titta, kvantmekanik säger oss att vi borde ifrågasätta själva uppfattningarna om" fysiska saker "i" rymden"
Neurovetenskapsmän säger: "Vi behöver inte involvera kvantprocesser, vi behöver inte en kvantvågfunktion som kollapsar i nervceller, vi kan bara använda klassisk fysik för att beskriva processer i hjärnan." Jag kommer än en gång att betona den stora lektionen i kvantmekanik: neuroner, hjärnor, rymd … det här är bara symboler som vi använder. De är inte riktiga. Det finns ingen klassisk hjärna som gör någon slags kvantmagi. Det finns ingen hjärna! Kvantmekanik säger att klassiska föremål, inklusive hjärnan, inte finns. Detta är ett mycket radikalt uttalande om verklighetens natur och inkluderar inte hjärnan som gör sofistikerade kvantberäkningar. Så till och med Penrose gick inte tillräckligt långt. Men de flesta av oss, som ni vet, är födda realister. Vi är födda fysiker. Det är väldigt, mycket svårt att vägra.
Kommer tillbaka till frågan du började med: är vi maskiner?
Den formella teorin om medvetna agenter som jag utvecklar är beräkningsmässigt universell - i en mening är det en maskinteori. Och eftersom denna teori är beräkningsmässigt universell kan jag ta ut kognitiv vetenskap och neurala nätverk från den. Men vid denna tidpunkt tror jag inte att vi är maskiner, delvis för att jag kan skilja mellan en matematisk representation och det som representeras. Som medveten realist postulerar jag medveten erfarenhet som ontologiska primitiva, världens grundläggande ingredienser. Jag bekräftar att min erfarenhet framför allt är. Upplevelsen av vardagen - min verkliga känsla av huvudvärk, min riktiga smak av choklad - detta är den ultimata naturens verklighet.
Baserat på material från Quanta Magazine
ILYA KHEL