мозг, сознание, человек, живой организм

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/id/5c396...b5ba19d7087861
Квантовая концепция сознания.



В.А. Шашлов
Ключевой структурой информационной системы мозга является миелиновая сеть мозга: именно в миелиновых оболочках непрерывно образуются кубиты, которые формируют образы сознания человека в текущий момент времени. Запись образов в памяти осуществляется путем фиксации состояния кубитов в виде точек Субстанции, имеющей форму гильбертово-проективного пространства.

Цель работы
Данная работа преследует 3 цели:1. описать возможные механизмы образования кубитов в цилиндрических слоях миелиновых оболочек аксонов,
2. описать возможный механизм работы сознания на основе кубитов, формируемых в миелиновых оболочках аксонов,
3. описать возможный механизм записи образов памяти в виде точек гильбертово-проективного пространства.
Содержание работы
В первом разделе показано, что в миелиновых оболочках имеются тонкие цилиндрические слои молекул воды, и в этих слоях, так же как в слоях липидных молекул, могут формироваться «кольцевые» кубиты.
Во втором разделе показано, что миелиновая сеть мозга может содержать чрезвычайно большое число квантовых компьютеров, которые обеспечивают работу информационной системы мозга.
В третьем разделе показано, что обработка и запись информации в сознании может осуществляться в гильбертово-проективном пространстве, точки которого отображают состояния кубитов в миелиновой сети мозга.
Введение
Данная работа является продолжением работ [1,2].
В первой работе высказана гипотеза, что носителями образов сознания являются точки гильбертово-проективного пространства, которые соответствуют состояниям кубитов в миелиновых оболочках аксонов. Во второй работе приведены аргументы, что гильбертово-проективное пространство представляет собой математическую форму Субстанции материального и духовного миров.
В данной работе приведены дополнительные соображения, что в миелиновой сети нейронов происходит непрерывное формирование кубитов, посредством которых мозг осуществляет «выход» в гильбертово-проективное пространство, где реализуются процессы, порождающие человеческое сознание.
I. Молекулы воды и кубиты в миелиновых оболочках
Миелиновые оболочки аксонов в мозге образуются в результате наматывания на аксоны мембран олигодендроцитов: клеток нейроглии, которые окружают нейроны.
Наматывание происходит таким образом, что на мембрану аксона накладывается сразу 2 сложенных вместе слоя мембран олигодендроцитов, причем полярные головки этих слоев ориентированы навстречу друг другу. Вследствие этого, миелиновые оболочки представляют собой чередующиеся слои полярных головок и гидрофобных хвостов липидных молекул: каждый из этих слоев содержит 2 слоя полярных головок и 2 слоя гидрофобных концов, которые имеют противоположные ориентации.
Считается, что миелиновые оболочки имеют форму спирали, однако, более вероятно, что миелиновые оболочки представляют собой вложенные друг в друга слои цилиндрической формы. Липидные бислои накладываются настолько плотно, что каждый внешний слой «продавливает» внутренний слой, придавая ему форму цилиндра. На этот слой наматывается следующий бислой, он также принимает цилиндрическую форму и т.д.
В итоге, миелиновая оболочка представляет собой совокупность вложенных друг в друга, соосных би-липидных цилиндрических слоев.
Примечание. Форму спирали, вероятно, имеют только несколько внешних слоев. Данный вывод легко проверить, проведя исследование электронных фотографий поперечных сечений аксонов из всех участков мозга: по крайней мере, в некоторых участках цилиндрические слои должны быть обнаружены, именно эти участки следует рассматривать, в первую очередь, в качестве «центров сознания».
Наряду с липидами, в состав миелиновых оболочек входят белковые молекулы, общая масса которых примерно в 3 раза меньше массы липидных молекул, а также молекулы воды, масса которых составляет 40% сухой массы миелиновых оболочек.
Второе уточнение строения миелиновых оболочек (наряду с геометрической формой липидных слоев) касается того, как расположены молекулы воды.
Считается очевидным, что все молекулы Н₂О располагаются в гидрофильном слое, образованным полярными головками липидов. Однако, толщина слоя полярных головок в 5-6 раз меньше толщины слоя неполярных хвостов. Это означает, что хотя относительная доля воды в миелиновых оболочках составляет всего 40%, концентрация молекул воды в слое полярных головок гораздо выше средней по организму 70% (в гидрофобном слое, образованном неполярными хвостами липидов, молекул воды очень мало).
Таким образом, молекул воды в бислое полярных головок столь много, что все они не могут поместиться между полярными головками отдельных слоев, и часть молекул Н₂О вынуждена располагаться между слоями, образуя в центре бислоя собственный слой.
Толщина этого слоя молекул воды невелика (иначе он давно был бы обнаружен экспериментально). Будем предполагать, что этот слой содержит 2 мономолекулярных слоя молекул воды, т.е. толщина слоя равна двум диаметрам молекулы Н₂О. Очевидно, что данный слой также имеет цилиндрическую форму.
По аналогии с 2-слойным графеном, двойной слой молекул воды будем именовать «2-слойный аквафен». Так же как графен, аквафен (особенно 2-слойный) должен обладать исключительными свойствами, вплоть до высокотемпературной сверхпроводимости: в миелиновых оболочках могут реализоваться сверхпроводящие кубиты.
Двойной слой молекул воды «зажат» между соседними слоями полярных головок: один слой молекул Н₂О адсорбирован на поверхности, образованной полярными головками одного слоя липидных молекул, а второй слой – на поверхности полярных головок, принадлежащих другому слою липидных молекул. Как указано выше, слои полярных головок ориентированы навстречу друг другу, поэтому слои адсорбированных молекул Н₂О также направлены навстречу друг другу.
Поверхность полярных головок «выстлана» атомами водорода, поэтому молекулы воды прикрепляются к этим поверхностям своими отрицательно заряженными атомами кислорода. Это означает, что в обоих слоях молекул Н₂О атомы водорода направлены к центру бислоя, образуя в его центральной части внутри еще более тонкий бислой, состоящий исключительно из атомов водорода.
Более того, поскольку электронные плотности в атомах водорода сильно смещены к атомам кислорода, т.е. к поверхностям, между которыми находится данный бислой, то в центральной части бислоя атомов водорода образуется бислой (или просто слой), составленный исключительно из ядер водорода, т.е. протонов.
Примечание. Данный вывод может иметь фундаментальное значение для понимания природы сознания: в составе миелиновых оболочек при обычной температуре имеются слои цилиндрической формы, состоящие из одних протонов.
Рассмотренные слои имеют форму цилиндрических пленок малого радиуса, поэтому в них может реализоваться еще один тип кубитов, который возникает в результате суперпозиции упорядоченного и неупорядоченного расположения составляющих данный слой частиц. Рассмотрим этот тип кубитов на примере самого внутреннего слоя, состоящего из протонов (этот слой можно именовать «нуклофен»).
С большой вероятностью, спины соседних протонов в нуклофене ориентированы противоположно друг другу: нуклофен обладает структурой антиферромагнетика. Данная геометрия в расположении спинов аналогична тому, что по нуклофену распространяется колебательная мода, длина волны которой равна удвоенному расстоянию между соседними протонами. Моды, у которых на длине окружности укладывается четное и нечетное число полуволн, принципиально отличаются друг от друга: первый случай соответствует бегущим модам, а второй случай – стоячим модам.
Различие между данными двумя случаями реализуется в результате встраивания (или – удаления) небольшого количества ядер водорода, что может происходить путем встраивания (или – удаления) в аквафен соответствующего количества молекул воды.
Примечание. Этого же результата можно добиться путем поворотов пар ядер водорода в плоскости аквафена (это соответствует переходу образованной протонами сверхрешетки из одного устойчивого состояния в другое устойчивое состояние).

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Суперпозиция указанных 2-х состояний сверхрешетки аквафена представляет собой разновидность кольцевого кубита.
Примечание. Составляющие данные слои протоны хорошо изолированы от остальных атомов и молекул миелиновой оболочки, вследствие чего время декогентности кубитов на основе нуклофена должно быть достаточно большим: во всяком случае, не меньше, чем у спинов ядер фосфора 31Р в модели М. Фишера.
В протонном слое могут реализоваться также кольцевые кубиты, представляющие собой суперпозицию акустических резонансных мод. Данные моды возникают благодаря тому, что рассматриваемый слой может служить акустическим резонатором для колебаний частотой ~ 10^14 Гц, а накачка колебаний осуществляется за счет эффекта «пара спинов», который имеет место для ядерных спинов 2-х соседних протонов.
Примечание. Подробное описание эффекта «пара спинов» содержится в работе [3], посвященной вычислению аномальных магнитных моментов нуклонов: без учета эффекта «пара спинов» невозможно получить численные значения этих моментов.
Аналогичным образом, кольцевые кубиты могут возникать в цилиндрических слоях, образованных двойными слоями атомов водорода, а также двойными слоями молекул воды (т.е. самого 2-слойного аквафена), в которые входят эти атомы. В данном случае функцию накачки также может выполнять эффект «пара спинов»: это спины 2-х электронов в атомах водорода, которые входят в состав молекулы Н₂О. Частота мод, из которых сформированы данные кубиты, имеет величину ~ (1-2)*10^13 Гц.
Примечание. Электроны располагаются несимметрично относительно центра инерции молекулы Н₂О, поэтому их спины придают молекуле Н₂О неодинаковые угловые скорости, что является основным условием для реализации эффекта «пара спинов» [3].
Еще одну возможность возникновения кольцевых кубитов предоставляют цилиндрические слои самих полярных головок. Молекулы воды настолько сильно «облепляют» полярные головки, что своими многочисленными водородными связами отрывают полярные головки от неполярных хвостов, в результате чего полярные головки (вместе с расположенными между ними молекулами воды) могут образовывать отдельную фазу и эта фаза может являться антисегнетоэлектрической. Способ образования кубитов в антисегнетоэлектрике точно такой же, как в антиферромагнетике.
Кроме, того, в слое полярных головок возможно формирование кубитов на основе колебательных мод частотой ~ 10^12 Гц [1].
Наконец, не следует сбрасывать со счетов возможность образования кубитов на основе когерентных колебательных мод, генерируемых в соответствии с гиперзвуковым лазерным эффектом, в котором накачка осуществляется ионным током, протекающим через перехваты Ранвье, как это было описано в работе [4].
Наличие столь большого числа возможных типов кубитов делает весьма вероятным, что какие-то из них используются в работе информационной системы мозга, в результате чего мозг представляет собой квантовый компьютер.
II. Миелиновая сеть мозга, как объединение чрезвычайно большого числа квантовых компьютеров
Рассмотрим участок аксона длиной 1 мм, расположенный между двумя соседними перехватами Ранвье. Описанные n = (5-6) типов кубитов могут формироваться в каждом липидном слое данного участка. Число липидных слоев в миелиновой оболочке может достигать N = (40-50), поэтому общее количество кубитов, которые могут формироваться в столь небольшом отрезке миелиновой сети мозга может составлять n*N = (240-250).
Квантовый компьютер, регистр которого содержит такое число кубитов, способен проводить операции, которые одновременно включают 2^240 состояний, что по порядку величины совпадает с суммарным числом частиц материи в Метагалактике (2^240 ~ 10^80). Никакой классический компьютер, не может даже отдаленно приблизиться к данной цифре, из чего следует, что участок нейронной сети мозга размером всего 1 мм способен решать задачи, которые даже «не снились» классическому компьютеру.
Примечание. Из этого следует, что математические теоремы, доказанные Пенроузом для классических компьютеров, для мозга не имеют физического смысла.
Средняя длина аксонов мозга составляет 10 см, поэтому каждый аксон может содержать порядка 100 квантовых компьютеров. Поскольку общее число аксонов в мозгу достигает 10^11, то суммарное количество квантовых компьютеров в мозгу может иметь величину порядка 100*10^11 ~ 10^13 (10 триллионов).
Примечание. Основная трудность заключается в согласовании работы столь большого числа квантовых компьютеров. Эту функцию может выполнять низкочастотная электрическая активность мозга: потенциалы действия, проходя через каждый отрезок миелиновой сети мозга через строго определенные отрезки времени, «приучают» квантовые компьютеры работать синхронно.
Косвенным подтверждением предложенной модели сознания, в которой главную роль играет миелиновая сеть мозга, говорит тот факт, что в некоторых участках мозга миелинизация продолжается до 25-30 лет.
Примечание. Процесс миелинизации коррелирует с развитием умственных способностей, и иногда может продолжаться в 2-3 раза дольше. Вопрос о взаимосвязи белого вещества мозга с интеллектом уже обсуждается и, вероятно, в скором времени будет подтвержден экспериментально.
III. Миелиновая сеть мозга – портал в гильбертово-проективное пространство
Для обработки информации нет необходимости применять алгоритмы, подобные тем, которые уже разработаны для квантовых компьютеров. Любое квантовое вычисление осуществляет преобразование от одной точки гильбертово-проективного пространства в другую точку этого же пространства. В процессе «обучения» квантового компьютера мозга фиксируются наиболее часто используемые преобразования, и эти преобразования ставятся в соответствие с теми или иными образами сознания.
Когда организм через свои органы чувств подвергается какому-то внешнему воздействию или внутри человека рождается новое желание или мысль, это изменение порождает определенное преобразование между точками гильбертово-проективного пространства. Это преобразование соотносится с множеством уже зафиксированных путей в данном пространстве, результатом чего является воспроизведение соответствующих образов в памяти и рождение новых образов.
Чтобы данный механизм сознания мог соответствовать действительности, гильбертово-проективное пространство должно иметь онтологический смысл. В работе [2] показано, что гильбертово-проективное пространство представляет собой математический образ Субстанции, лежащей в основании материального мира.
Примечание. Возможно, что при многократном воспроизведении сознанием определенной группы образов, в гильбертово-проективном пространстве формируются замкнутые фигуры (наподобие многомерных торов), внутри которых образуется непрекращающееся движение, которое может сохраняться после смерти мозга. Наиболее прямой путь построения таких фигур – «самодвижущаяся молитва».
Заключение
В данной работе рассматривается модель сознания, как квантового компьютера, работающего на основе кубитов, которые образуются в цилиндрических слоях миелиновых оболочек нейронов. Основное внимание уделяется слою, образованному молекулами воды, расположенному между слоями полярных головок липидных молекул: данный слой может являться носителем наиболее высокочастотных кубитов мозга.
Один из экспериментальных путей проверки предложенной модели заключается в создании 2-слойного аквафена и исследовании его свойств.
Примечание. Экспериментаторы, которые получат и исследуют аквафен, вполне могут рассчитывать на Нобелевскую премию (если ее дали за графен).
Для изоляции аксона при проведении нервного импульса несколько десятков липидных слоев является избыточным: не исключено, что столь большое число слоев создается для того, чтобы реализовывалось возможно большее количество кубитов.
В миелиновых оболочках могут существовать кольцевые кубиты 2-х типов:
1. в виде суперпозиции гиперзвуковых бегущих и стоячих колебательных мод,
2. в виде 2-х возможных способов упорядочения дипольных и спиновых моментов.
Основные результаты работы можно сформулировать в следующих 3-х пунктах:
1) процесс обработки и записи информации сознанием человека протекает в гильбертово-проективном пространстве,
2) операции в гильбертово-проективном пространстве осуществляется с помощью кубитов, генерируемых в миелиновых оболочках аксонов,
3) материальным носителем кубитов служат цилиндрические слои молекул воды и липидов, которые имеются в миелиновых оболочках аксонов.
Выводы
1. В миелиновых оболочках между соседними слоями полярных головок липидов имеется бислой молекул воды, который играет определяющую роль в работе информационной системы мозга.
2. В центральной части бислоя молекул Н2О имеется слой, составленный из ядер водорода (протонов), спины которых могут служить носителями кубитов в квантовом компьютере мозга.
3. В цилиндрических слоях различной толщины, которые имеются в миелиновых оболочках, формируются кольцевые гиперзвуковые моды с частотами 10^11 Гц, 10^12 Гц, 10^13 Гц, 10^14 Гц, на основе которых образуются кубиты.
4. Каждый отрезок миелиновых оболочек аксонов длиной 1 мм, может содержать несколько сотен кубитов и являться квантовым компьютером.
5. В миелиновой сети мозга могут работать порядка 1013 квантовых компьютеров, регистры которых состоят из (200-300) кубитов.
6. Запись и воспроизведение информации сознанием человека осуществляются в гильбертово-проективном пространстве.
7. Целесообразно проверить возможность практической реализации всех описанных типов кольцевых кубитов.
8. Создание квантовых компьютеров, регистры которых будут сформированы из кольцевых кубитов, явится важнейшим шагом на пути создания сильного искусственного интеллекта.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Сознание это просто или что не так с временем

В данной статье простым языком объясняется, почему некоторые аспекты сознания на самом деле легко поддаются пониманию. Можно даже приблизиться к пониманию физической реализации искусственного сознания. И все это становится понятно всего лишь после рассмотрения такого понятия, как время.

Все дело в том, что времени в том виде, как мы его воспринимаем, не существует. Но по каким-то причинам исследователи сознания и философы строят выводы исходя из «реальности» субъективного восприятия времени, что приводит к нарушению границы применимости данного понятия. Эта простая, но не очевидная для многих ошибка и приводит к «таинственности» работы сознания. А всего навсего нужно было понять, что именно в наших рассуждениях излишне абстрагировано от реальности.

Так что же такое сознание? Возможно ли его перенести в наши современные компьютеры и что не так с временем? Если интересно, добро пожаловать под кат. В статье не будет попыток забивать гвозди томографом, ведь его у меня нет, как и кандидатских корочек. Тем не менее, я предполагаю, что статья будет многим интересна.

— Ты путешествовал в прошлое?
— Нет.
— Вот и я не путешествовал. А оно существует.

Представьте себе, что все человечество является большой сектой, которая верит в вымышленного макаронного монстра. Звучит как бред. Однако, на практике таких "макаронных монстров" очень много, и все мы в них поголовно верим, потому что они полезны на практике. Одним из таких полезных «макаронных монстров» является время.

Так как понятие о времени является очень полезным в быту, да и у всех есть чувство времени с самого рождения, то никто эту веру не подвергает критическому осмыслению. Очевидно же ведь, что время существует «по настоящему».

Нам кажется, что время имеет некоторую скорость «течения», и что прошлое объективно существует — «вот ведь только что я читал текст» скажет любой человек, апеллируя к реальности прошлого.

При этом мы никогда не воспринимаем мир «в моменте»: даже читая текст или слушая музыку, необходимо воспринимать некоторый промежуток времени, а не отдельно взятый «кадр». Поэтому в нашем восприятии прошлое существует наравне с настоящим, как нечто реальное и осязаемое. Имея такое восприятие, очень удобно наблюдать окружающий мир и делать выводы о протекающих в нем процессах. Но так же легко и забыть о вымышленной природе «времени», совершив логическую ошибку в самом начале рассуждений и в итоге "заблудиться в трех соснах". Именно так и произошло с философскими рассуждениями о сознании да и в науке в целом тоже. Ведь только на словах мы все приверженцы критического мышления, а на практике нам просто нравится определенная идея и мы ничем не лучше религиозных фанатиков.

Где находится «прошлое»




Неважно, как давно произошло событие. При попытке вспомнить событие десятилетней давности, или если прошла всего лишь миллисекунда, наш мозг не совершит путешествие в прошлое. Все, что нам будет дано, это набор ощущений, образов, одним словом — набор сигналов в мозге, который находится здесь (в голове) и сейчас.

Эти сигналы, которые нам рисуют картинки из прошлого, абсолютно всегда находятся в «настоящем». Они никогда не "телепортируются" из прошлого. А «прошлым» мы абсолютно всегда называем то, что находится на самом деле сейчас, в настоящем. Таким образом, «прошлое» — не более, чем условное обозначение. Это как стикер с надписью, прикрепленный к «папке с информацией».



Одни и те же сигналы в мозге могут быть обозначены прошлым, будущим, или даже могут быть обозначены другим понятием, вне временного контекста, как например красивое или ужасное.

Итак, важный факт — вспоминая прошлое, мозг на самом деле не путешествует в прошлое. Это означает, что все, что нам дано в субъективном опыте, на самом деле всегда расположено в «настоящем». Это очень важный момент, которого уже достаточно, чтобы многое понять касательно работы сознания и не только.

По сути никто и никогда еще не видел настоящее «прошлое». Даже в физических экспериментах мы не имеем к нему доступа. В общем-то прошлого не существует. Прошлым мы называем набор ощущений в настоящем. И прошлое является лишь обозначением некоторой части «информации» в модели процессов под названием «время».

На данном этапе можно придраться к моим словам, например, что «настоящий момент времени» на самом деле тоже выдуманное понятие, а как оно там на самом деле никто точно не знает. Этот момент будет затронут в статье попозже, а сейчас достаточно условности, что состояние субъективного опыта всегда расположено в настоящем моменте и в прошлое мозг путешествовать не может. Ваш КЭП.

Как уместить субъективный опыт в настоящем


Одного факта, что путешествовать в прошлое нельзя и что все, что существует на "самом деле", существует в настоящем, уже достаточно, чтобы поразиться тому, как устроено сознание, и как примитивны наши современные вычислительные машины. Ведь если прошлого не существует, тогда субъективный опыт должен умещаться в настоящем моменте времени. И даже если предположить, что многое в субъективном опыте нам лишь кажется и является иллюзией (грубо говоря, некоторая часть информации заменяется банальным ощущением «я знаю»), все равно получается, что субъективный опыт — это очень много информации, которую надо как-то хранить и обрабатывать одновременно за 1 «такт» сознания, и этот такт равен минимально возможному промежутку времени.

У нас нет права «размазывать» явление сознания во времени, как масло на бутерброд, так как «контейнера» в виде прошлого, куда можно было бы поместить целую череду взаимодействий отдельных элементов сознания, попросту не существует на самом деле. Этот «контейнер» есть лишь в нашем мозге в виде памяти, что и создает нам некоторые иллюзии, которые конечно полезны в быту, ведь они помогают нам ориентироваться в реальности. Но увы, наша память является таким же «настоящим прошлым», как математическая модель электрона является настоящей элементарной частицей «электрон». Ну или если хотите пример попроще, разница здесь как между настоящим автомобилем и его рисунком.

Небольшое отступление


Кстати, об иллюзиях. В данной статье под иллюзией подразумевается ошибочная интерпретация ощущений, а не сомнения в факте их наличия. К примеру, если человек испытывает галлюцинацию и видит летающего слона, это не значит, что соответствующих сигналов в его мозге нет. Они, сигналы, очевидно есть. Но в случае с галлюцинацией эти сигналы не означают, что объект «летающий слон» существует в реальности, так как первопричиной сигналов является сам мозг, а не объект во внешнем мире. Таким образом далеко не всё в субъективном опыте можно обозвать иллюзией, только лишь интерпретация может трактоваться нами неверно. Но факт наличия ощущений уже не может быть иллюзорен. Здесь важно не запутаться, что значит «факт наличия». К примеру, если человек помнит событие, которого на самом деле не было, то здесь есть факт наличия именно самих ощущений. А уже интерпретация ощущений, что они были вызваны реальным событием, так как существует воспоминание — ошибочна.

И это тоже очень важный момент. Дело в том, что что-то в субъективном опыте рано или поздно должно иметь тождество с материей, с реальностью. Субъективный опыт не может быть только абсолютной иллюзией, которая, допустим, создается нашим мозгом. Если предположить, что абсолютно все, что относится к сознанию — иллюзия, то это ставит под сомнение существование и самой наблюдаемой реальности, которая нам дана в ощущениях. Но если реальность иллюзорна тоже, то иллюзорно ли тогда сознание? Возникает логическая ошибка. Поэтому хотя бы факт наличия ощущений, грубо говоря «наблюдение», но без обязательного осмысления и запоминания наблюдаемого, должно рано или поздно упереться просто в факт существования, объединиться с реальностью, с материей. Ощущения просто есть, как и материя просто есть, и по сути это должно быть одним и тем же. Иначе «привет» параллельные миры, эзотерика, душа и все остальное.

Но вернемся обратно к субъективному опыту


Итак, субъективный опыт должен умещаться в моменте времени. Это накладывает очень жесткие ограничения на возможные реализации субъективного опыта. Носитель информации, который является нашим субъективным опытом, должен в этом случае быть реализован на таких физических принципах, чтобы все его элементы имели связи в настоящем моменте времени. Подобных связей в наших вычислительных машинах не существует. Любой сигнал в компьютере это череда последовательных взаимодействий, чем-то напоминающее игрушку в виде маятника из шариков, которые передают импульс друг другу.



Конечно, можно в один корпус микросхемы поместить множество параллельных процессов и нарастить таким образом «сложность системы» в моменте времени. Но эти процессы не будут иметь связей друг с другом в моменте времени. По сути они будут существовать как независимые процессы. От того, что множество процессов поместили в одну «коробочку» они еще не становятся связанными. Просто теперь они расположены поближе друг к другу.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Чтобы обозначить суть различия между современными вычислительными системами и сознанием, я предлагаю ввести два понятия — разрозненность во времени и разрозненность в пространстве.

«Разрозненность во времени» или почему ваш ноутбук все еще не обладает сознанием


Конечно, многие процессы в мозге можно «размазать во времени», так как они попросту подготавливают информацию для сознания, и поэтому им не обязательно сконцентрироваться в моменте времени. Однако, рано или поздно вся информация должна быть сконцентрирована в одном моменте времени, чтобы стать субъективным опытом. Иначе это будут просто обрывки информации, которые не создадут «цельной картины мира» сознания — ее (цельной картины мира) попросту не будет существовать.

Что происходит, когда человек наблюдает за вычислениями компьютера? Верно — у него создается иллюзия, что перед ним сложная вычислительная машина. Но в каждый конкретный момент времени компьютер представляет из себя не очень сложный физический процесс — так, какой нибудь транзистор в процессоре открывается и начинает пропускать ток. У компьютера по сути даже нет прямого мгновенного доступа к его памяти, ведь любой доступ процессора к памяти компьютера это очень длинная во времени череда взаимодействий отдельных элементов. Да и не может компьютер обработать сразу всю информацию, содержащуюся в его памяти, он может ее обработать только по очереди.

Но человек, в отличии от компьютера, запоминает все его промежуточные состояния: человек помнит, как он загрузил в компьютер задачу, как компьютер долго считал и как компьютер в итоге выдал ответ. Человеческая память объединяет, "склеивает" все моменты времени существования компьютера в одну целую картину, из которой становится понятно, что компьютер это сложный механизм, который решает некоторую задачу почти как человек. И все бы хорошо, но прошлого не существует. Прошлым мы называем запомнившиеся «картинки», которые существуют в настоящем в нашем мозге. Это означает, что промежуточные состояния компьютера в данном примере существуют лишь в воображении человека, а реально существует лишь то, что существует в данный момент. Ну а что компьютер представляет из себя в «срезе времени»? Там не то чтобы сознания нет, там даже арифметическое действие на примере сложения чисел не будет выполнено.

Таким образом, человек в своем восприятии искусственно объединяет разрозненные процессы во времени в одно целое. Например, множество процессов объединяет в цельный образ компьютера. Но эти процессы в реальности не являются одним целым. Компьютер, по сути, существует лишь в воображении человека, а в реальности это всегда лишь какой-то небольшой процесс (небольшой по сравнению с «памятью о былых состояниях компьютера»). Ведь прошлого, где было множество предыдущих процессов, уже не существует. Оно существует лишь в памяти человека, т.е. будучи априори нечто абстрактным, а не настоящим.

В реальности компьютер всегда существует лишь в моменте времени. Это единственное, что существует реально, «по настоящему». И в каждый конкретный момент времени в компьютере протекают не такие сложные процессы, как человеку видится в воспоминаниях.

Процессы в компьютере в каждый конкретный момент не несут в себе информацию о том, чем они являлись N шагов назад. Все, мир поменялся, и теперь это просто другая реальность. И только лишь человек в своих воспоминаниях знает, чем эти процессы в компьютере являются, а значит и смысл они несут только для человека. Поток электронов в конкретном транзисторе процессора не в курсе, что оказывается он, это часть обработки какой-то информации. Этот поток электронов мог бы существовать точно так же в другой системе, не являясь процессом обработки информации нашего компьютера. Он мог бы быть, к примеру, частью нити накаливания в лампочке фонарика.

«Разрозненность в пространстве»


Еще одна иллюзия сложности окружающих нас процессов может возникать из-за склеивания не связанных между собой процессов в одно целое, но в качестве разделителя процессов выступает не время, а пространство. К примеру, в том же компьютере есть процессы, которые долгое время протекают независимо и лишь единожды или несколько раз пересекаются. Но человек в своем воображении объединяет эти процессы в один цельный образ.

Для сравнения, процесс вращения спутника вокруг планеты в соседней солнечной системе не связан никак с процессом протекания тока в сети 220 вольт через настольную лампу в квартире профессора Иванова на планете Земля. Но если мысленно эти процессы положить «в одну коробочку», то может возникнуть склейка этих процессов в единый образ. Увы, именно так и происходит с компьютером, он лишь в нашем воображении является цельным образом, а не разрозненными процессами. Под корпусом того же процессора происходит множество явлений, которые в конкретный момент времени друг на друга могут вообще не влиять. Да, они рано или поздно где-то пересекутся, но большую часть времени это просто независимые явления, они даже «не знают» друг о друге, и только человек в курсе, что все это в целом называется «компьютер».

Физическая реализация сознания


Итак, выходит, что сознание нельзя сделать только из инертных процессов. Даже если эти процессы протекают очень быстро, они нам все равно не подходят. Мы можем использовать процессы, растянутые во времени, лишь чтобы подготовить информацию к осознанию, предварительно ее обработав. Наша задача каким то образом обеспечить мгновенную связь между отдельными элементами памяти, чтобы весь объем информации мог поместиться в моменте времени и в итоге стать сложным субъективным опытом.

Возможно тут появится вопрос — с какой стати данное условие является «достаточным» для формирования субъективного опыта?

Все просто — между субъективным опытом и каким-то реальным физическим явлением должно быть тождество. Если этого тождества не существует, то мы будем вынуждены придумать либо параллельную реальность, где существует наш субъективный опыт, ведь его нет в нашей обычной реальности, либо признать субъективный опыт иллюзией и попасть в логическую ловушку. Параллельные реальности нам не нужны, зачем вводить новые сущности. Так что остается лишь одно. По сути, в основе субъективного опыта заложен просто факт существования материи, ведь материя и есть субъективный опыт.

Поэтому, если существует некое физическое явление, значит есть и субъективный опыт. Другое дело, что нам интересен сложный субъективный опыт, как у человека: чтобы возникала интерпретация ощущений и погружение в выдуманный мир, который является отражением реального мира.

Возможно, такой сложный субъективный опыт возникает, когда есть набор связанных между собой ощущений, что-то вроде графа ощущений-понятий — сложной конструкции взаимосвязей. И именно эти взаимосвязи мы и должны реализовать.

Пока что единственное, что подходит на роль таких связей — квантовая телепортация информации. Если же взять только электрохимические связи или даже электромагнитное взаимодействие, то у нас попросту не выйдет создать мгновенные одновременные связи между элементами памяти.

В каком виде существует время


Я обещал в статье, что еще объясню немного про время. Если интересно, объяснение под спойлером.

Что же такое время

Прогнозы, исходя из статьи

• Сознание не получится перенести в вычислительные системы, базирующиеся на принципах устройства современных компьютеров.
• Искусственное сознание никогда не появится внутри вычислительных систем, базирующиеся на принципах устройства современных компьютеров.
• Процессы сознания протекают не на уровне электрохимических импульсов между нейронами, но «инертные» процессы тоже важны, ведь они подготавливают информацию перед осознанием и могут справляться с многими задачами без участия сознания.
• Субъективный опыт есть у любой материи, так как это и есть сама материя, но чаще всего он гораздо проще, чем у человека, и не обладает «памятью», грубо говоря это как существование с постоянной амнезией и без какого либо понимания происходящего.
• Субъективный опыт человека обладает сложностью из-за наличия «мгновенных» связей в мозге между элементами памяти, что и создает сложную конструкцию из различных понятий, образов, которые выстраиваются в общую картину «окружающего и внутреннего мира».
• Из-за ограничения на скорость связи между элементами памяти, пока что единственный реальный вариант реализации искусственного сознания может быть лишь на базе квантовых явлений.
• Субъективный опыт человека может существовать «прерывисто», лишь на момент формирования мгновенных связей между элементами памяти.

На самом деле выводов может быть гораздо больше. К примеру, что сознания можно объединить в одно, или одно сознание можно разделить на две части. Возможно, что в мозге могут существовать локальные участки со своим собственным субъективным опытом, который отделен от основного «главного» субъективного опыта.

В конечном счете, если понять, как реализованы мгновенные связи между элементами памяти в мозге человека, в теории можно будет создать самый настоящий «телепатический» канал связи, объединив два сознания, разделенных физически, в одно.

Также теперь можно ответить на вопрос о свободе воли. С одной стороны, так как сознание и материя одно и то же, то проявления материи можно обозначить, как некую «волю». Но с другой стороны, для человека его выражение воли, это скорее условное обозначение своих собственных действий. И такое обозначение, увы, не более, чем просто обозначение: «я сделал», «я так решил». И такое обозначение к самому явлению изменения состояния материи имеет очень опосредованное отношение, т.е. по сути не дает контроля над ситуацией, а дает иллюзию контроля. Аналогичные иллюзии касаются и нашего внутреннего «Я» — это обозначение, которое имеет очень опосредованное отношение к явлению сознания. По сути «Я» просто идея, без которой сознание вполне может существовать. Т.е. это два разных понятия.

Существует еще множество других вопросов, которые могут быть продолжением данной статьи. Например, если материя это и есть субъективный опыт, то почему в осознаваемую область попадает только информация от опыта физического тела и человек не чувствует, скажем, «саму материю» вокруг себя? На самом деле подобные вопросы имеют простой, но не очень понятный ответ. По сути в таких вопросах главное это понять, что чем мы называем на самом деле, как и в случае со временем.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://habr.com/ru/post/503244/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Когнитивная гибкость: расширение сознания без психоделиков

24 июня
1,5 тыс. дочитываний
3 мин.
3,1 тыс. просмотров. Уникальные посетители страницы.
1,5 тыс. дочитываний, 49%. Пользователи, дочитавшие до конца.
3 мин. Среднее время дочитывания публикации.




Когнитивная гибкость — одно из самых востребованных профессиональных качеств 2020 года, считают участники Всемирного экономического форума. Что это за навык, и как его использовать, чтобы учиться и работать эффективнее? Как гибкость мышления поможет преуспеть, по мнению футурологов? И почему нобелевские лауреаты чаще других ученых увлекаются искусством? Пересказываем статью Вакаса Ахмеда, автора книги «Полимат» и эксперта в области междисциплинарного мышления.


Hanson Lu / Unsplash


Некоторые определяют когнитивную гибкость как способность мозга эффективно переключаться между разными мыслительными навыками. Другие считают более важной ее характеристикой готовность радикально менять сам образ мышления, поведение или точку зрения в зависимости от обстоятельств. Наиболее точной Вакас Ахмед считает интерпретацию, предложенную Рэндом Спиро, исследователем психологии образования из Пенсильванского университета.

Когнитивная гибкость — это способность разными способами спонтанно реструктурировать собственное знание, адаптируясь к радикально меняющимся обстоятельствам — Рэнд Спиро, психолог

Когнитивная гибкость — качество, которое используют в своей работе переводчики, часто переключающиеся между языками, или актеры, которым приходится вживаться в новые роли. Без гибкости мышления не обойтись и слэш-карьеристам — людям, совмещающим несколько разных профессий. А еще она свойственна тем, кто обладает несколькими социальными или культурными идентичностями. Скажем, девочке-билингву из рабочей семьи, благодаря своим стараниям получившей возможность учиться в лучшей школе города. В зависимости от окружения ей приходится не только говорить на разных языках, но и менять образ мысли и манеру общения.
Танцующие нобелевские лауреаты

Рэнд Спиро уверяет, что подвижность мышления помогает креативности. Когнитивно гибкий человек не боится работать с разными идеями, паттернами и точками зрения — часто из чуждой ему области знания.
Возможно, именно разнообразные интересы и открытость новому помогала достигать больших успехов нобелевским лауреатам. Американский психолог Бернис Эйдусон, провел большое исследование, в котором выяснил, что больше половины лауреатов «нобелевки» из области науки увлекались, по крайней мере, одним видом искусства. При этом почти у всех было хобби — от шахмат до энтомологии. Четверть были музыкантами. 18% рисовали. В 25 раз чаще, чем другие ученые, нобелевские лауреаты занимались пением, актерским мастерством или танцами, в 17 раз чаще практиковали визуальное искусство и в 12 раз чаще писали поэзию или прозу. Постоянное переключение между разными практиками помогает увидеть в своей работе то, чего не замечают другие.
Расширение сознания без психоделиков

В некоторых случаях когнитивная гибкость может стать побочным эффектом заболеваний мозга вроде синдрома Саванта, духовных переживаний или психоделического опыта. Также подвижность мышления присуща полиматам — людям с необычно многосторонними интересами вроде Леонардо да Винчи, Бенджамина Франклина или первой афроамериканки, полетевшей в космос Мэй Джемисон, за свою жизнь освоившей химическое машиностроение, физику, медицину и афроамериканские исследования.
Как расширять границы своего сознания, если вы не полимат от рождения? Вакас Ахмед рекомендует практиковать параллельное и систематическое мышление и учиться смотреть на сложные ситуации с альтернативной точки зрения. А чтобы удачнее осваивать эти подходы — применять критическое мышление.
Параллельное мышление — это практика, предложенная Эдвардом де Боно в книге «Шесть шляп мышления». Ее суть заключается в том, что группа людей начинает исследовать некую тему одновременно с нескольких разных точек зрения. Каждый высказывает как можно больше идей. Даже если его мысли абсолютно противоположны размышлениям остальных, спорить он не пытается.
Важным условием достижения гибкости ума Ахмед считает открытость новым гипотезам и теориям. Чем больше новых областей знания мы осваиваем, тем богаче становится наша картина мира. Открытость новому — черта характера, изначально присущая некоторым людям. Тем не менее все мы можем расширить границы своих представлений о мире, развивая в себе то, что зоолог Десмонд Моррис называет неофилическим устремлением — любовью к новому. А для этого нужно чаще оказываться в непривычных ситуациях, больше рефлексировать и постоянно подвергать сомнению собственное представление о мире.
Важно также проводить в уме новые связи между вещами и явлениями. В этом поможет систематическое мышление, которое рассматривает мир как сеть, а не как совокупность несвязанных между собой ячеек знания. Когнитивная гибкость, заключает Ахмед, учит скорее даже не переключаться между различными интеллектуальными сферами, а плавно перетекать из одной в другую, не замечая перехода.
Для кого найдется работа в мире будущего

Смерть многих профессий не за горами. Виной тому — автоматизация и компьютеризация. Историк и футуролог Юваль Ной Харари в «21 уроке для XXI века» предупреждает: «Чтобы идти в ногу с миром образца 2050 года, потребуется не просто предлагать новые идеи и продукты — прежде всего нужно будет постоянно обновлять самих себя».
О важности когнитивной гибкости говорит и Андерс Сэндберг, нейроученый и философ из Института будущего человечества при Оксфордском университете: «По крайней мере, в ближайшие несколько десятилетий, пока машины не стали умнее человека, полиматы будут очень важны для общества». А футуролог Рэй Курцвейл считает открытость мышления необходимой, потому что «все чаще решения проблем находятся на границе между разными сферами знаниями... Узкоспециализированные специалисты останутся важны для командной работы, но лидерами будут те, кто выстраивает мосты между разными областями».
Когнитивная гибкость не просто забава для интеллектуалов, желающих почувствовать себя людьми эпохи Возрождения. Это неотъемлемый навык, который послужит для желающих научиться адаптироваться к двум самым важным вызовам XXI века: постоянным изменениям и нарастающей сложности мира. Может быть, и вам за свою жизнь еще не раз придется освоить новую профессию — без гибкости мышления сделать это практически невозможно.
Коротко о самом важном и полезном — в нашем Instagram
«Цех» — медиа о непрерывном образовании взрослых людей. Мы целиком захвачены идеей постоянного развития личности — профессионального, интеллектуального, эмоционального и даже духовного. Мы исследуем, как, чему и где лучше всего учиться и, главное, зачем. Если вам понравился этот материал, подпишитесь, пожалуйста, на нашупочтовую рассылку.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/the_worl...ae8816561ea89f

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/futuryco...4c6f38f8cf5a07

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.popmech.ru/science/8728-...zen.yandex.com

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Мозг строит странные структуры в 11 измерениях

Любовь Соковикова, 21 июня 2020



Работа мозга – величайшая загадка науки
Мозг продолжает удивлять нас своей великолепной сложностью. Новаторские исследования, сочетающие нейробиологию с математикой, свидетельствуют о том, что когда мозг обрабатывает информацию, он создает нейронные структуры до 11 измерений. Под «измерениями» ученые подразумевают абстрактные математические пространства, а не другие физические области. Тем не менее, исследователи «нашли мир, который мы себе не представляли», сказал Big Think Генри Маркрам, директор проекта Blue Brain, автор нового открытия.
Мозг строит песчаные замки

Цель проекта Blue Brain, который базируется в Швейцарии, заключается в цифровом создании “биологически детализированной” симуляции человеческого мозга. Создавая цифровой мозг с «беспрецедентным» уровнем биологической информации, ученые стремятся продвинуть наше понимание невероятно сложного устройства человеческого мозга, в котором насчитывается порядка 86 миллиардов нейронов.
Чтобы получить более ясное представление о том, как работает такая огромная сеть для формирования наших мыслей и действий, ученые использовали суперкомпьютеры и особую отрасль математики. Команда основывала свои текущие исследования на цифровой модели неокортекса, которую закончила в 2015 году. Исследователи хотели выяснить, как реагирует этот цифровой неокортекс, используя математическую систему алгебраической топологии. Это позволило им определить, что наш мозг постоянно создает очень сложные многомерные геометрические фигуры и пространства, которые выглядят как «песчаные замки».
Неокортекс или новая кора – это самый новый внешний отдел головного мозга или рациональный мозг. Отвечает за высшие когнитивные функции (речь, письмо, решение задач), а также управляет аналитическим и математическим мышлением.
Без использования алгебраической топологии – раздела математики, описывающего системы с любым числом измерений, визуализация многомерной сети была бы невозможна. С помощью нового математического подхода исследователи смогли увидеть высокую степень организации в том, что раньше казалось «хаотическими» паттернами нейронов.

Алгебраическая топология подобна телескопу и микроскопу одновременно: она может увеличить масштаб сети, чтобы найти скрытые структуры – деревья в лесу – и увидеть пустые пространства – поляны – все в одно и то же время.
Автор исследования Кэтрин Хесс.

В ходе исследования ученые сначала провели тесты на созданной ими виртуальной мозговой ткани, а затем подтвердили результаты, проведя те же эксперименты на реальной мозговой ткани лабораторных крыс. При стимуляции каждый виртуальный нейрон соединяется с другим таким образом, что образуется определенный геометрический объект – клика. Большое количество нейронов добавляло больше измерений, количество которых в некоторых случаях доходили до 11. Эти структуры должны были образоваться вокруг высокоразмерной дыры, которую исследователи назвали «полостью». После того, как мозг обработал информацию, клика и полость исчезли.
Слева: цифровая копия части неокортекса, наиболее развитой части мозга. Справа: фигуры различных размеров и геометрий, представляющие собой структуры в диапазоне от 1 измерения до 7 измерений и более. «Черная дыра» в середине символизирует комплекс многомерных пространств – полости.
Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий в области биологии, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram!
Появление высокоразмерных полостей, когда мозг обрабатывает информацию, означает, что нейроны в сети реагируют на стимулы чрезвычайно организованным образом. Это похоже на то, как если бы мозг реагировал на стимул, строя а затем разрушая башню из многомерных блоков, начиная со стержней (1D), затем досок (2D), затем кубов (3D), а затем более сложных геометрий с 4D, 5D и т. д. Прогрессирующая активность мозга напоминает многомерный замок из песка, который материализуется из песка и затем распадается.
Это открытие позволяет ученым глубже понять «одну из фундаментальных тайн нейробиологии — связь между структурой мозга и тем, как он обрабатывает информацию», — уточнила Кэтрин Хесс в интервью журналу Newsweek.
Вам будет интересно: Тайны мозга: действительно ли перед смертью нас ждет эйфория?
Исследователи надеются использовать алгебраическую топографию для изучения роли «нейропластичности», которая представляет собой процесс укрепления и ослабления нейронных связей при стимуляции — ключевой компонент процесса обучения мозга. Они видят дальнейшее применение своих открытий в изучении человеческого интеллекта и формировании памяти. Работа опубликована в журнале Frontiers in Computational Neuroscience.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Преодоление неопределенности
Мозг это умеет, а мы пока нет



ESB Professional/ShutterstockMир сильно усложнился. Теперь это колоссальная гиперсеть сложных цивилизационных систем. Их динамика нелинейна и к тому же периодически переходит в стадию хаоса. Это неизбежно порождает «джокеры» — резкие и непрогнозируемые смены состояний, — в результате чего возникают ситуации «радикальной неопределенности», когда «факты неточны, ценности спорны, ставки высоки, а решения срочны». В таких ситуациях обоснованного верного решения нет, но выбор, все равно, делать надо. А если проблема еще и глобальной социальной значимости, то всё человечество оказывается в зоне экзистенциальных рисков.
Нечто подобное происходит и сейчас — в ходе постнормальной пандемии, ввергнувшей в хаос не только системы здравоохранения (как при нормальных пандемиях, пусть и глобальных), но и многие другие важнейшие системы многих стран: экономику, медиасферу, социальную и политическую системы.
Всё это — скачок сложности, джокеры, «радикальная неопределенность» и постнормальная пандемия, — было в деталях рассмотрено в моем недавнем посте « Большое откровение». Там же объяснено, почему классическая парадигма рациональности современной науки не предлагает эффективных механизмов для выработки оптимальных решений в ситуациях «радикальной неопределенности». Также было вкратце рассказано о трёх новых научных концепциях, выходящих за рамки классической парадигмы рациональности и позволяющих находить локальные оптимумы решений в ситуациях «радикальной неопределенности».
Об одной из этих концепций — «Динамической причинно-следственной модели COVID-19» (Dynamic Causal Model of COVID-19), разработанной исследовательской группой Карла Фристона, — я собираюсь здесь рассказать подробней.
Но прежде давайте рассмотрим контекст появления этой абсолютно неординарной научной концепции, потенциально имеющей прям-таки эпохальное значение — научить человечество справляться с неопределенностью так, как за миллионы лет это научился делать мозг.
Единая теория мозга



Карл Фристон. Источник: https://blog.dropbox.com/topics/work...-s-arsenalKарл Фристон — гений. По фундаментальности и парадоксальности мышления он похож на Эйнштейна и Шредингера. А по междисциплинарному охвату (фундаментальная теория и прикладной научный инструментарий, психиатрия и наука о мозге, биология и физика, математика и психоаналитика …) здорово напоминает Леонардо да Винчи. Подтвердится ли такая моя оценка, — история покажет. А пока будем опираться лишь на неоспоримые факты.
Фристон — самый цитируемый нейробиолог мира и ключевая фигура в разработке методов визуализации, совершивших революцию в исследованиях мозга. Он изобретатель основного инструментария современной нейровизуализации — статистического параметрического картирования, морфометрии и динамического причинно-следственного моделирования. Этим он навечно заслужил место в пантеоне отцов нейробиологии, хотя сам всегда считал нейровизуализацию повседневной рутиной своей работы (подобно тому, как Эйнштейн относился к службе в патентном бюро). Более двадцати лет всё свободное время Фристон размышлял над теоретической нейробиологией. И не просто размышлял, а математически описывал принципы новой концепции, претендующей теперь, чтобы стать «единой теорией мозга».
Создание такой теории — сокровенная научная мечта. Ведь у исследователей мозга все еще нет способа объединить части этой обширной области знаний в единую и всеобъемлющую теорию работы мозга. Проходят десятилетия, а у нейробиологов так и не появилось эквивалента уравнению Шредингера в квантовой механике или эйнштейновскому E = mс² в теории относительности — всеобъемлющего и лаконичного математического закона, описывающего ключевой принцип работы мозга. И даже вразумительной дорожной карты пути к такой теории (типа теории струн в физике) построить никому не удавалось.
А вот Фристону, возможно, удалось. Его принцип свободной энергии — математическая формализация одной из версий теории прогнозирующего мозга. Эта теория — когда-то революционная, а теперь практически общепринятая, утверждает, что главная задача мозга — постоянная выработка прогнозов, их сверка с поступающей от органов чувств информации, корректировка прогнозов на основе проведенной сверки, новая сверка и снова корректировка, — и так по кругу.


Рис. 1. Как работает прогнозирующий мозг. Источник: https://medium.com/@richardepworth/w...9q6p7x2Фристон математически описал этот непрерывный процесс выработки и корректировки прогнозов на основе всего лишь одного фундаментального физического принципа и одного весьма универсального математического понятия.
Фундаментальный физический принцип в основе теории Фристона

Tаким принципом стал Принцип свободной энергии (Free-Energy Principle) — интерпретация Принципа наименьшего действия Гамильтона (одно из ключевых положений современной физики, распространяющееся на все фундаментальные взаимодействия) для описания работы мозга.
В соответствии с Принципом свободной энергии, работа мозга организована таким образом, чтобы его энтропия (свободная энергия) была минимальной. В трактовке Фристона, минимизация свободной энергии мозга эквивалентна минимизации ошибок его прогнозов. Фристон утверждает, что свободная энергия в мозге характеризуется состоянием его нейронных ансамблей, и является результатом неспособности мозга сделать правильный прогноз. Решая задачу оптимизации предсказаний, мозг делает все возможное, чтобы избежать свободной энергии — ошибок предсказаний. Эти ошибки, являющиеся для прогнозирующего мозга неожиданностями (сюрпризами) сенсорных наблюдений, есть ни что иное, как сознание. Когда окружающая действительность работает не так, как ожидалось, в мозге образуется сознание — состояние, которое, как и свободную энергию, мозг пытается ограничить (чем меньше неожиданность, тем меньше энтропия). Описанный процесс применения принципа свободной энергии к действию разумного агента (обладателя мозга) назван Активным выводом (Active Inference). На нейронном уровне этот процесс является расширением Байесовского вывода (Bayesian Inference) — вероятностного вывода, основанного на теореме Байеса в котором свидетельство и/или наблюдение используются, чтобы обновить или вновь вывести вероятность того, что гипотеза может быть верной.
Всё это делается мозгом с единственной целью –

всемерное избегание неожиданностей биологическим агентом для того, чтобы его состояния находились в физиологических границах гомеостазиса, обеспечивающих продолжение его жизни и воспроизводства.

Рис. 2. Схематическое изображение процесса активного вывода. Источник: http://yowconference.com.au/slides/y...FutureOfAI.pdfУниверсальное математическое понятие в основе теории Фристона

Tаким понятием является марковское одеяло (Markov Blanket) — понятие, применяемое в различных областях знаний (Байесовской статистике и машинном обучении, теории управления и т.д.).
В теоретической биологии марковское одеяло является фундаментальным основанием описания самоорганизации и адаптивного поведения в рамках действия принципа свободной энергии. С математической точки зрения, марковское одеяло определяет статистическую границу, которая делает один набор переменных условно независимым от другого. Важно отметить, что если мы знаем все о марковском одеяле переменной, знание о чем-либо вне одеяла становится неинформативным по отношению к тому, что находится внутри одеяла, и наоборот. Например, если мы знаем состояние поверхности объекта, внешний мир не предоставляет полезной информации о его внутренности. Если бы мы знали все о настоящем, прошлое ничего не добавило бы к нашим предсказаниям о будущем.


Рис. 3.Марковское одеяло и активный вывод. Марковское одеяло - это набор состояний, который изолирует внутренние состояния системы s от внешних или скрытых состояний s в статистическом смысле (для нотационной согласованности внешние состояния выделены курсивом, а внутренние состояния выделены жирным шрифтом). В терминах теории графов Марковское одеяло определяется как набор узлов, который изолирует внутренние узлы от влияния внешних, что означает, что внешние состояния могут влиять на внутренние состояния только косвенно, через их влияние на общие состояния . Марковское одеяло состоит из сенсорных состояний, которые обозначаются на рисунке через О , и активных состояний, обозначаемых через А. Источник: https://journals.sagepub.com/doi/ful...4Применительно к живому существу, можно сказать что марковское одеяло — это математическое определение границы его состояний, обеспечивающих его выживание. Но это вовсе не обязательно некая пространственная мембрана или оболочка. Это всего лишь набор состояний, в котором внешние состояния отделены от внутренних (например, сенсорные сигналы и нейромускулярные действия). Для живого организма динамика смены его внутренних состояний должна быть такова, чтобы оптимизировать две противоположные цели: (а) отражение внешних состояний мира за пределами марковского одеяла; (б) сведение к минимуму собственной свободной энергии (энтропии). Цель (а) необходима живому организму, чтоб знать, что происходит в окружающем его мире, дабы предпринимать правильные действия, позволяющие выжить. Цель (б) обеспечивает предотвращение потери организмом внутренней структурной и динамической целостности из-за второго закона термодинамики.
Как мозг справляется с неопределенностью

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Рис. 4. Принцип свободной энергии и его связь с другими концепциями. Источник: https://www.nature.com/articles/nrn2787Tри ключевые следствия «Единой теории мозга» Фристона, предельно упрощенное резюме которой приведено в предыдущем разделе, можно сформулировать так.

✔️ Принцип свободной энергии есть не что иное, как фундаментальный принцип функционирования любых живых агентов.

✔️ Активный вывод — это способ реализации живым агентом Принципа свободной энергии, в результате чего у живого агента возникает поведение, приводящее к формированию и развитию интеллекта.

✔️ На основе активного вывода у живого агента формируются и изменяются иерархические механизмы обучения и понимания мира (извлечения смыслов и причинно-следственных связей) мозгом.

Эти три следствия, согласно Фристону, и организуют работу мозга любого живого агента. Принципиально важным в реализации всей этой машинерии мозгом является вот что.
В ходе активного вывода, мозг решает оптимизационные задачи нахождения простейших минимально достаточных по точности моделей. Этот процесс проходит с «тактовой частотой» около 100 мс. Причем мозг в ходе этого процесса постоянно испытывает массу неопределенностей из-за нехватки данных. А поскольку в условиях неопределенности, не получить информацию вовремя равносильно получению неверной информации, мозгу нужно как-то выкручиваться, если к следующему «такту» у него все еще нет нужной информации. Мозгу необходимо предоставлять точные решения при наличии любых данных на входе, одновременно с этим минимизируя сложность моделей, дабы успеть обобщить следующую волну новой информации на входе.
Для решения этой задачи наипростейшего получения максимально возможного по точности прогноза, Фристоном был разработан метод Динамического причинного моделирования (Dynamic causal modelling — DCM). Этот метод моделирования взаимосвязанных динамических систем основан на применении Байесовских процедур, в результате которых наблюдаемые данные генерируются ненаблюдаемыми (латентными или скрытыми) причинами. Такую модель Фристон использовал для описания реакций нейронных ансамблей в зрительной коре головного мозга в ответ на различные возмущения.
Подобным же образом Фристон предлагает теперь использовать, чтобы понять неопределенности пандемии COVID-19.

• Как и мозг, мы должны строить модели, которые отражают неопределенности, с которыми мы сталкиваемся.
• Подобно моделям мозга, модели пандемии COVID-19 должны быть достаточно сложными, чтобы ограничить основные неопределенности, возникающие в данный момент.
• В то же время, подобно мозгу, мы должны достигать большей точности не добавлением большей сложности, а увязыванием простых грубых моделей в сетевую структуру ансамблей и иерархий, накладывающих ограничения друг на друга.

Как такое моделирование неопределенностей пандемии COVID-19 выглядит на практике, и насколько оно способно избавить нас от большинства неопределенностей, будет рассмотрено в следующих разделах.
Динамическое причинное моделирование пандемии COVID-19



Рис. 5. Динамическое причинное моделирование последствий применения различных политик выявления и отслеживания новых инфицированных. Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2....13017.pdfEсть много данных, характеризующих динамику глобальной пандемии. Задача состоит в том, чтобы узнать, какие из этих данных являются наиболее прогностическими. В этом смысле, пандемия является особенно неопределенным явлением. По мере ее перемещения с востока на запад, она оказывала совершенно иное воздействие на соседние страны и регионы. Многие инфицированные вирусом оказываются полностью бессимптомными, в то время как другие быстро преодолевают ужасные и часто фатальные симптомы. Основные показатели пандемии, типа коэффициентов заразности и летальности, для разных стран и регионов также колеблются в широких пределах.

Главная цель предложенной Фристоном динамической причинно-следственной модели распространения коронавируса среди населения — количественная оценка неопределенностей, сопутствующих прогнозированию динамики пандемии.

В отличие от моделирования мозга, моделирование пандемии COVID-19 применяется к эпидемиологическим популяциям. Вместо нейронов и миллисекунд в модели COVID-19 люди и дни.
Динамическая причинная модель Фристона — DCM (слайды и 2х часовое видео с описанием этой модели здесь) представляет собой расширение классической эпидемиологической модели SEIR. Буквы названия последней обозначают 4 состояния, в которых может находиться человек: Susceptible (уязвимый), Exposed (с вирусом в стадии инкубационного периода), Infectious (заразный), Recovered (переболевший).
В DCM четыре состояния модели SEIR раскладываются по четырем факторам: место, инфекция, симптомы и тестирование. Каждый из факторов может принимать четыре состояния. Так, например, фактор «инфекция» может быть в одном из четырех состояний модели SEIR. В итоге 256-размерная модель (4⁴) позволяет генерировать данные для различных комбинаций состояний. Например, инфицированный и заразный человек вовсе не обязательно может проявлять симптомы. И наоборот, — тяжело больной человек может не иметь заразной инфекции. Подобным же образом включение фактора тестирование позволяет людям быть заразными, не будучи при этом в числе лиц с положительным тестом на SARS-CoV-2.
Важнейшим моментом модели является следующая неопределенность:

какие наиболее актуальные параметры о состоянии населения и развитии пандемии в каждый конкретный день и в каждом конкретном месте нам необходимо знать?

Моделирование, выполненное командой Фристона, отвечает на данный вопрос.
Для снижения неопределенности мы должны знать следующее четыре фактора, каждый из которых пребывает в одном из 4х состояний.

1. Место — где находится каждый человек (дома, на работе, отделении интенсивной терапии, в морге).
2. Инфекция — инфекционный статус человека по модели SEIR (уязвимый, инкубационный, инфицированный, переболевший).
3. Симпоматику человека (есть симптомы, нет, есть тяжелые симптомы ОРДС — острый респираторный дистресс-синдром, умер)
4. Тестовый статус (не тестирован, ожидает, положительный результат, отрицательный)

Представив эти параметры в форме диаграммы, можно изобразить упрощенную генеративную модель эпидемии с учетом взаимосвязей между вышеназванными факторами и их состояниями.


Рис. 6. Генеративная SEIR модель, показывающая взаимосвязи между факторами, определяющими значение конкретных данные о положительных тестах и зарегистрированных смертях. Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2...04.04463.pdfИз этой диаграммы, например, вытекает следующее.

• Человек может располагаться дома или ходить на работу, но если он переместился в отделение интенсивной терапии (CCU), его следующее возможное перемещение — либо вернуться домой, либо в морг.
• Точно так же, если у человека развиваются тяжелые симптомы ОРДС, его способность попасть в CCU ограничивается наличием там мест. А уровень смертности людей с ОРДС, оставшихся дома, трагически выше, чем у тех, кто был перемещен в CCU.

В динамическую причинную модель включается множество причинно-следственных связей и взаимозависимостей, подобных приведенным выше. Их совокупность позволяет добиться достаточно детального представления ситуации, повышая статистическую точность модели. Пример такой LIST модели приведен ниже. На ней представлена лишь часть связей между состояниями для факторов модели SEIR (Location, Infection, Symptom, Testing — отсюда название LIST).

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Рис. 7. Схема динамической причинной модели (LIST) эпидемии, используемой для объяснения собранных данных о её ходе в одном регионе (состояние «резистентный к вирусу» опущено в целях упрощения примера). Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2...7.pdfМаленькие стрелки показывают переходы между состояниями. Цветные стрелки показывают переходы между состояниями, согласно вероятностям, рассчитываемым по параметрам модели.
Например. Вероятность того, что человек, имеющий в факторе «Симптоматика» состояние «нет симптомов» (Sa), перейдет в состояние «есть симптомы» (Ss), зависит от того, инфицирован он (Ii или Ic) или нет (Is или Im). А вероятность переместиться в том же факторе из состояния «ОРДС» (Sr) в состояние «умер» (Sd) зависит от состояния фактора «Место» — находится ли человек в отделении интенсивной терапии (Lc) или дома (Lh).
Данные для модельной оценки текущих эпидемиологических показателей (в приведенном примере это число положительных тестов и зарегистрированных смертей) подгружаются каждый день. При этом все модельные расчеты зависят от конкретных параметров, уникальных для заданной популяции в конкретном месте (например, население города Нью-Йорк). Параметры модели включают в себя такие показатели, как размер затронутого населения, количество инфицированных людей и уровень инфицирования. Все эти параметры обновляются также в ежедневной динамике со дня зафиксированного начала эпидемии.

Принципиальное отличие Динамической причинной модели COVID-19 от сотен других в том, что она не просто подгоняет собранные данные под аппроксимирующие их кривые, а помогает понять причины, лежащие в основе того, как эти данные были созданы и почему они получились именно такими.

Все приведенные объяснения и примеры относятся к моделям одного региона и не учитывают взаимное влияние регионов на распространение людей и коронавируса, а также взаимосвязи различных политик сдерживания и историй протекания локальных эпидемий. В мультирегиональном варианте модели все это учитывается.


Рис. 8. Схема мультирегиональной динамической причинной модели (LIST) пандемии, используемой для объяснения собранных данных о её ходе в нескольких взаимосвязанных и взаимовлияющих регионах. Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2004/2004.13017.pdfЧто показало причинно-следственное моделирование пандемии



Рис. 9. Динамическое причинное моделирование пандемии COVID-19 в 8 штатах США. Показаны различия между штатами с точки зрения параметров генеративной (эпидемической) модели, начиная от размера популяции и заканчивая вероятностью тестирования. Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2...04.13017.pdfHа момент написания этого поста опубликовано 4 отчета команды Фристона, описывающих построение различных моделей локальных эпидемий и мультирегиональной пандемии COVID-19 и анализирующих результаты применения этих моделей для расчетов на реальных данных идущей пандемии ([1], [2], [3], [4]).
Основные результаты проведенной работы можно резюмировать так.

1. Предложенная динамическая причинная четырехфакторная модель (DCM) показала хорошие предсказательные результаты, превосходящие по точности моделирования, как модели региональных эпидемий (на реальных данных Британии и Ирландии), так и модели мультирегиональных пандемий (на реальных данных восьми штатов США с наибольшим числом зафиксированных кейсов инфицирования: Нью-Йорк, Нью-Джерси, Мичиган, Массачусетс, Иллинойс, Луизиана, Пенсильвания и Калифорния). Высокая точность прогнозов была продемонстрирована (на модели Markov Decision Process — MDP) предсказанием динамики и сроков достижения пиков пандемии в семи странах Европы: Италия, Испания, Германия, Франция, Швейцария, Великобритания, Ирландия). В среднем, точность DCM прогнозов составила +-1,5 дня.
2. Моделирование показало, что после окончания 1й волны пандемии процент инфицированного коронавирусом населения составит: 19,6% в Великобритании, 16,7% в Ирландии, 11,4% в Италии, 12,8% в Испании, 18,8% во Франции, 4,7% в Германии, 12,9% в Швейцарии. Не смотря на эти относительно невысокие цифры, DCM моделирование показало высокие шансы обретения стадного иммунитета после 1й волны. Но сколько он продержится, пока неизвестно. Поэтому приходится исходить из предположения, что при отсутствии сильного эффекта сезонности, появления средств лечения и совершенной системы выявления и отслеживания, 2й волны пандемии не избежать. Это необходимо принимать в расчет при планировании стратегии выхода из 1 й волны.
3. DCM моделирование подтвердило, что нет единой модели пандемии, поскольку нет никакой единой пандемии, как единого, монолитного события. Пандемия — это связанная серия локальных эпидемий, каждая из которых имеет свою собственную историю. Эти уникальные истории формируются в результате применения различных мер и политик сдерживания в конкретное время при специфических демографических, географических, климатических культурных и транспортных условиях. В результате этого:
    — серии данных, сгенерированные уникальными историями локальных эпидемий практически несопоставимы;
    — сопоставление же усредненных эпидемиологических показателей (числа и темпов роста числа инфицированных, числа смертей и т.д), рассчитываемых на основе данных о протекании локальных эпидемий, — бессмысленное и непродуктивное занятие, которым, тем не менее, сейчас непрерывно занимается весь мир.
   Локальные данные имеют смысл лишь для прогнозирования и проектирования будущих траекторий локальных эпидемий с учетом локальных политик и локальных условий. Но эти данные не имею никакой ценности для прогнозирования числа погибших в другом регионе с другой демографией, другими условиями и другой политикой сдерживания. Только обратившись к базовым вариациям различных серий данных, и принимая в расчет все параметры, отражающие местные условия — возможна экстраполяция данных из Италии, например, в Великобританию. Что, собственно, и сделала команда Фристона.
4. Моделирование подтвердило эффективность социального дистанцирования в качестве меры, сдерживающей распространение коронавируса. Ослабление социального дистанцирования в ходе выхода из 1й волны, делает отскок инфекций в течение нескольких недель маловероятным. Появление более поздней 2й волны зависит почти исключительно от скорости, с которой мы теряем иммунитет, унаследованный от первой волны. При этом применение эффективной политики выявления и отслеживания способно отодвинуть 2ю волну на временном горизонте до 18 месяцев.
5. Сравнение хода пандемии в Великобритании и Германии показало, что сравнительно низкий уровень смертности в последней (103 на миллион против 567), скорее всего, связан не с качеством работы системы здравоохранения и тестирования, а с тем фактом, что средний немец имеет меньше шансов заразиться и умереть, чем средний британец. Наиболее вероятным объяснением этого отличия представляется то, что в Германии больше иммунологической «темной материи» — людей, которые невосприимчивы к инфекции (более изолированы, имеют какое-то естественное сопротивление, генетическая восприимчивость, эволюция самого вируса и т.д.) Это похоже на темную материю во вселенной: она не видна, но, тем не менее, должна существовать, чтобы мир был таков, какой он есть.
6. Пагубные последствия пандемии коронавируса — это не только то, что произойдет, но и последствия неопределенности относительно того, что произойдет. Поэтому снижение неопределенности является одной из ключевых мотиваций моделирования пандемии, наряду с возможностями оценки фактических данных для различных гипотез о том, что произойдет в будущем.

Наиболее вероятный сценарий будущего



Изображение: GettyB заключение приведем описание характерных черт наиболее вероятного сценария, аккумулирующего в себе максимальное число причинно-следственных связей, влияющих на формирование того, каким станет мир после пандемии. Ключевым фактором выбора сценария будет скорость, с которой теряется иммунитет к коронавирусу. Если окажется, что иммунитет будет сохраняться в течение многих лет, то наиболее вероятен сценарий будут характеризоваться следующим.
✔️ Всеобъемлющее социальное дистанцирование и локдауны продлятся в среднем около 7,5 недель в каждом из пострадавших регионах. Это предполагает ослабление блокировок в большинстве стран в конце мая — начале июня (все 4 работы команды Фристона по COVID-19 были опубликованы в апреле).
✔️ Однако ослабление мер не вернет межличностные контакты к допандемическим уровням. Иначе говоря, возникнет непрекращающееся давление с целью уменьшения межличностных контактов. Социальное дистанцирование станет «образом жизни с COVID-19» и даже изменит отношение людей к просоциальному поведению, как это было по отношению к переработке отходов и курению.
✔️ Дорога к равновесию будет относительно ровной с небольшим ухабом (вторая волна) примерно через семь месяцев после первоначальной вспышки (то есть в ноябре). Для этого не потребуются локдауны, но при этом будет заметно увеличено число случаев заболевания и число пациентов, находящихся в критическом состоянии. Эта вторая волна может длиться около пяти недель и может быть осложнена приходом сезонного гриппа.
✔️ Эндемическое равновесие будет достигнуто в начале следующего года, когда COVID-19 превратится просто в «еще один способ умереть». На COVID-19 будет приходиться небольшая доля смертей — с коэффициентами смертности, примерно втрое меньше, чем у сезонного гриппа.
Итого: конца света не случится, а коронавирус — это всего лишь Another Way To Die.
https://www.youtube.com/watch?time_c...ature=emb_logo

Однако, весь этот благостный сценарий можно будет смело смыть в унитаз, если окажется, что иммунитет к SARS-CoV-2 будет ослабляться быстрее, теряясь через несколько месяцев.

Поэтому сейчас ключевыми вопросами являются:

• Действительно ли в результате 1й волны образуется достаточно сильный стадный иммунитет, как это предсказывает DCM?
• Если ответ на 1й вопрос «да», — как долго он продержится?

Oтвет на 1й вопрос мы получим вот-вот.
Со 2м вопросом сложнее. И команда Фристона пытается дать на него ответ в следующем своем отчете о новом цикле динамического причинного моделирования (этот отчет уже пишется, равно как и мой новый пост про него &#129303.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Сознание это просто или что не так с временем

В данной статье простым языком объясняется, почему некоторые аспекты сознания на самом деле легко поддаются пониманию. Можно даже приблизиться к пониманию физической реализации искусственного сознания. И все это становится понятно всего лишь после рассмотрения такого понятия, как время.

Все дело в том, что времени в том виде, как мы его воспринимаем, не существует. Но по каким-то причинам исследователи сознания и философы строят выводы исходя из «реальности» субъективного восприятия времени, что приводит к нарушению границы применимости данного понятия. Эта простая, но не очевидная для многих ошибка и приводит к «таинственности» работы сознания. А всего навсего нужно было понять, что именно в наших рассуждениях излишне абстрагировано от реальности.

Так что же такое сознание? Возможно ли его перенести в наши современные компьютеры и что не так с временем? Если интересно, добро пожаловать под кат. В статье не будет попыток забивать гвозди томографом, ведь его у меня нет, как и кандидатских корочек. Тем не менее, я предполагаю, что статья будет многим интересна.

— Ты путешествовал в прошлое?
— Нет.
— Вот и я не путешествовал. А оно существует.

Представьте себе, что все человечество является большой сектой, которая верит в вымышленного макаронного монстра. Звучит как бред. Однако, на практике таких "макаронных монстров" очень много, и все мы в них поголовно верим, потому что они полезны на практике. Одним из таких полезных «макаронных монстров» является время.

Так как понятие о времени является очень полезным в быту, да и у всех есть чувство времени с самого рождения, то никто эту веру не подвергает критическому осмыслению. Очевидно же ведь, что время существует «по настоящему».

Нам кажется, что время имеет некоторую скорость «течения», и что прошлое объективно существует — «вот ведь только что я читал текст» скажет любой человек, апеллируя к реальности прошлого.

При этом мы никогда не воспринимаем мир «в моменте»: даже читая текст или слушая музыку, необходимо воспринимать некоторый промежуток времени, а не отдельно взятый «кадр». Поэтому в нашем восприятии прошлое существует наравне с настоящим, как нечто реальное и осязаемое. Имея такое восприятие, очень удобно наблюдать окружающий мир и делать выводы о протекающих в нем процессах. Но так же легко и забыть о вымышленной природе «времени», совершив логическую ошибку в самом начале рассуждений и в итоге "заблудиться в трех соснах". Именно так и произошло с философскими рассуждениями о сознании да и в науке в целом тоже. Ведь только на словах мы все приверженцы критического мышления, а на практике нам просто нравится определенная идея и мы ничем не лучше религиозных фанатиков.

Где находится «прошлое»




Неважно, как давно произошло событие. При попытке вспомнить событие десятилетней давности, или если прошла всего лишь миллисекунда, наш мозг не совершит путешествие в прошлое. Все, что нам будет дано, это набор ощущений, образов, одним словом — набор сигналов в мозге, который находится здесь (в голове) и сейчас.

Эти сигналы, которые нам рисуют картинки из прошлого, абсолютно всегда находятся в «настоящем». Они никогда не "телепортируются" из прошлого. А «прошлым» мы абсолютно всегда называем то, что находится на самом деле сейчас, в настоящем. Таким образом, «прошлое» — не более, чем условное обозначение. Это как стикер с надписью, прикрепленный к «папке с информацией».



Одни и те же сигналы в мозге могут быть обозначены прошлым, будущим, или даже могут быть обозначены другим понятием, вне временного контекста, как например красивое или ужасное.

Итак, важный факт — вспоминая прошлое, мозг на самом деле не путешествует в прошлое. Это означает, что все, что нам дано в субъективном опыте, на самом деле всегда расположено в «настоящем». Это очень важный момент, которого уже достаточно, чтобы многое понять касательно работы сознания и не только.

По сути никто и никогда еще не видел настоящее «прошлое». Даже в физических экспериментах мы не имеем к нему доступа. В общем-то прошлого не существует. Прошлым мы называем набор ощущений в настоящем. И прошлое является лишь обозначением некоторой части «информации» в модели процессов под названием «время».

На данном этапе можно придраться к моим словам, например, что «настоящий момент времени» на самом деле тоже выдуманное понятие, а как оно там на самом деле никто точно не знает. Этот момент будет затронут в статье попозже, а сейчас достаточно условности, что состояние субъективного опыта всегда расположено в настоящем моменте и в прошлое мозг путешествовать не может. Ваш КЭП.

Как уместить субъективный опыт в настоящем


Одного факта, что путешествовать в прошлое нельзя и что все, что существует на "самом деле", существует в настоящем, уже достаточно, чтобы поразиться тому, как устроено сознание, и как примитивны наши современные вычислительные машины. Ведь если прошлого не существует, тогда субъективный опыт должен умещаться в настоящем моменте времени. И даже если предположить, что многое в субъективном опыте нам лишь кажется и является иллюзией (грубо говоря, некоторая часть информации заменяется банальным ощущением «я знаю»), все равно получается, что субъективный опыт — это очень много информации, которую надо как-то хранить и обрабатывать одновременно за 1 «такт» сознания, и этот такт равен минимально возможному промежутку времени.

У нас нет права «размазывать» явление сознания во времени, как масло на бутерброд, так как «контейнера» в виде прошлого, куда можно было бы поместить целую череду взаимодействий отдельных элементов сознания, попросту не существует на самом деле. Этот «контейнер» есть лишь в нашем мозге в виде памяти, что и создает нам некоторые иллюзии, которые конечно полезны в быту, ведь они помогают нам ориентироваться в реальности. Но увы, наша память является таким же «настоящим прошлым», как математическая модель электрона является настоящей элементарной частицей «электрон». Ну или если хотите пример попроще, разница здесь как между настоящим автомобилем и его рисунком.

Небольшое отступление


Кстати, об иллюзиях. В данной статье под иллюзией подразумевается ошибочная интерпретация ощущений, а не сомнения в факте их наличия. К примеру, если человек испытывает галлюцинацию и видит летающего слона, это не значит, что соответствующих сигналов в его мозге нет. Они, сигналы, очевидно есть. Но в случае с галлюцинацией эти сигналы не означают, что объект «летающий слон» существует в реальности, так как первопричиной сигналов является сам мозг, а не объект во внешнем мире. Таким образом далеко не всё в субъективном опыте можно обозвать иллюзией, только лишь интерпретация может трактоваться нами неверно. Но факт наличия ощущений уже не может быть иллюзорен. Здесь важно не запутаться, что значит «факт наличия». К примеру, если человек помнит событие, которого на самом деле не было, то здесь есть факт наличия именно самих ощущений. А уже интерпретация ощущений, что они были вызваны реальным событием, так как существует воспоминание — ошибочна.

И это тоже очень важный момент. Дело в том, что что-то в субъективном опыте рано или поздно должно иметь тождество с материей, с реальностью. Субъективный опыт не может быть только абсолютной иллюзией, которая, допустим, создается нашим мозгом. Если предположить, что абсолютно все, что относится к сознанию — иллюзия, то это ставит под сомнение существование и самой наблюдаемой реальности, которая нам дана в ощущениях. Но если реальность иллюзорна тоже, то иллюзорно ли тогда сознание? Возникает логическая ошибка. Поэтому хотя бы факт наличия ощущений, грубо говоря «наблюдение», но без обязательного осмысления и запоминания наблюдаемого, должно рано или поздно упереться просто в факт существования, объединиться с реальностью, с материей. Ощущения просто есть, как и материя просто есть, и по сути это должно быть одним и тем же. Иначе «привет» параллельные миры, эзотерика, душа и все остальное.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Но вернемся обратно к субъективному опыту


Итак, субъективный опыт должен умещаться в моменте времени. Это накладывает очень жесткие ограничения на возможные реализации субъективного опыта. Носитель информации, который является нашим субъективным опытом, должен в этом случае быть реализован на таких физических принципах, чтобы все его элементы имели связи в настоящем моменте времени. Подобных связей в наших вычислительных машинах не существует. Любой сигнал в компьютере это череда последовательных взаимодействий, чем-то напоминающее игрушку в виде маятника из шариков, которые передают импульс друг другу.



Конечно, можно в один корпус микросхемы поместить множество параллельных процессов и нарастить таким образом «сложность системы» в моменте времени. Но эти процессы не будут иметь связей друг с другом в моменте времени. По сути они будут существовать как независимые процессы. От того, что множество процессов поместили в одну «коробочку» они еще не становятся связанными. Просто теперь они расположены поближе друг к другу.

Чтобы обозначить суть различия между современными вычислительными системами и сознанием, я предлагаю ввести два понятия — разрозненность во времени и разрозненность в пространстве.

«Разрозненность во времени» или почему ваш ноутбук все еще не обладает сознанием


Конечно, многие процессы в мозге можно «размазать во времени», так как они попросту подготавливают информацию для сознания, и поэтому им не обязательно сконцентрироваться в моменте времени. Однако, рано или поздно вся информация должна быть сконцентрирована в одном моменте времени, чтобы стать субъективным опытом. Иначе это будут просто обрывки информации, которые не создадут «цельной картины мира» сознания — ее (цельной картины мира) попросту не будет существовать.

Что происходит, когда человек наблюдает за вычислениями компьютера? Верно — у него создается иллюзия, что перед ним сложная вычислительная машина. Но в каждый конкретный момент времени компьютер представляет из себя не очень сложный физический процесс — так, какой нибудь транзистор в процессоре открывается и начинает пропускать ток. У компьютера по сути даже нет прямого мгновенного доступа к его памяти, ведь любой доступ процессора к памяти компьютера это очень длинная во времени череда взаимодействий отдельных элементов. Да и не может компьютер обработать сразу всю информацию, содержащуюся в его памяти, он может ее обработать только по очереди.

Но человек, в отличии от компьютера, запоминает все его промежуточные состояния: человек помнит, как он загрузил в компьютер задачу, как компьютер долго считал и как компьютер в итоге выдал ответ. Человеческая память объединяет, "склеивает" все моменты времени существования компьютера в одну целую картину, из которой становится понятно, что компьютер это сложный механизм, который решает некоторую задачу почти как человек. И все бы хорошо, но прошлого не существует. Прошлым мы называем запомнившиеся «картинки», которые существуют в настоящем в нашем мозге. Это означает, что промежуточные состояния компьютера в данном примере существуют лишь в воображении человека, а реально существует лишь то, что существует в данный момент. Ну а что компьютер представляет из себя в «срезе времени»? Там не то чтобы сознания нет, там даже арифметическое действие на примере сложения чисел не будет выполнено.

Таким образом, человек в своем восприятии искусственно объединяет разрозненные процессы во времени в одно целое. Например, множество процессов объединяет в цельный образ компьютера. Но эти процессы в реальности не являются одним целым. Компьютер, по сути, существует лишь в воображении человека, а в реальности это всегда лишь какой-то небольшой процесс (небольшой по сравнению с «памятью о былых состояниях компьютера»). Ведь прошлого, где было множество предыдущих процессов, уже не существует. Оно существует лишь в памяти человека, т.е. будучи априори нечто абстрактным, а не настоящим.

В реальности компьютер всегда существует лишь в моменте времени. Это единственное, что существует реально, «по настоящему». И в каждый конкретный момент времени в компьютере протекают не такие сложные процессы, как человеку видится в воспоминаниях.

Процессы в компьютере в каждый конкретный момент не несут в себе информацию о том, чем они являлись N шагов назад. Все, мир поменялся, и теперь это просто другая реальность. И только лишь человек в своих воспоминаниях знает, чем эти процессы в компьютере являются, а значит и смысл они несут только для человека. Поток электронов в конкретном транзисторе процессора не в курсе, что оказывается он, это часть обработки какой-то информации. Этот поток электронов мог бы существовать точно так же в другой системе, не являясь процессом обработки информации нашего компьютера. Он мог бы быть, к примеру, частью нити накаливания в лампочке фонарика.

«Разрозненность в пространстве»


Еще одна иллюзия сложности окружающих нас процессов может возникать из-за склеивания не связанных между собой процессов в одно целое, но в качестве разделителя процессов выступает не время, а пространство. К примеру, в том же компьютере есть процессы, которые долгое время протекают независимо и лишь единожды или несколько раз пересекаются. Но человек в своем воображении объединяет эти процессы в один цельный образ.

Для сравнения, процесс вращения спутника вокруг планеты в соседней солнечной системе не связан никак с процессом протекания тока в сети 220 вольт через настольную лампу в квартире профессора Иванова на планете Земля. Но если мысленно эти процессы положить «в одну коробочку», то может возникнуть склейка этих процессов в единый образ. Увы, именно так и происходит с компьютером, он лишь в нашем воображении является цельным образом, а не разрозненными процессами. Под корпусом того же процессора происходит множество явлений, которые в конкретный момент времени друг на друга могут вообще не влиять. Да, они рано или поздно где-то пересекутся, но большую часть времени это просто независимые явления, они даже «не знают» друг о друге, и только человек в курсе, что все это в целом называется «компьютер».

Физическая реализация сознания


Итак, выходит, что сознание нельзя сделать только из инертных процессов. Даже если эти процессы протекают очень быстро, они нам все равно не подходят. Мы можем использовать процессы, растянутые во времени, лишь чтобы подготовить информацию к осознанию, предварительно ее обработав. Наша задача каким то образом обеспечить мгновенную связь между отдельными элементами памяти, чтобы весь объем информации мог поместиться в моменте времени и в итоге стать сложным субъективным опытом.

Возможно тут появится вопрос — с какой стати данное условие является «достаточным» для формирования субъективного опыта?

Все просто — между субъективным опытом и каким-то реальным физическим явлением должно быть тождество. Если этого тождества не существует, то мы будем вынуждены придумать либо параллельную реальность, где существует наш субъективный опыт, ведь его нет в нашей обычной реальности, либо признать субъективный опыт иллюзией и попасть в логическую ловушку. Параллельные реальности нам не нужны, зачем вводить новые сущности. Так что остается лишь одно. По сути, в основе субъективного опыта заложен просто факт существования материи, ведь материя и есть субъективный опыт.

Поэтому, если существует некое физическое явление, значит есть и субъективный опыт. Другое дело, что нам интересен сложный субъективный опыт, как у человека: чтобы возникала интерпретация ощущений и погружение в выдуманный мир, который является отражением реального мира.

Возможно, такой сложный субъективный опыт возникает, когда есть набор связанных между собой ощущений, что-то вроде графа ощущений-понятий — сложной конструкции взаимосвязей. И именно эти взаимосвязи мы и должны реализовать.

Пока что единственное, что подходит на роль таких связей — квантовая телепортация информации. Если же взять только электрохимические связи или даже электромагнитное взаимодействие, то у нас попросту не выйдет создать мгновенные одновременные связи между элементами памяти.

В каком виде существует время


Я обещал в статье, что еще объясню немного про время. Если интересно, объяснение под спойлером.

Что же такое время Итак, начну с того, что время не имеет скорости течения. Это не значит, что вселенная изменяется сверх быстро или сверх медленно. Это значит, что само понятие скорости к времени не применимо. Вселенная просто изменяется без какой либо скорости. И тем не менее это не противоречит тому, что мы можем измерить скорость тех или иных процессов, так как любые такие измерения — относительны, а не абсолютны.

Представьте себе, что течение времени это смена «кадров» или правильнее сказать, состояний вселенной. Может возникнуть вопрос, а сколько времени прошло между сменой «кадров» или состояний? Задав такой вопрос, мы подразумеваем под словом «время» по сути некую меру, скорость течения. Но ведь время это и есть сама смена состояний, смена «кадров». Получается нам надо теперь вводить еще одно «время» — «время времени».

Если не понятно, попробую объяснить подробнее:

Хорошо, допустим между сменами состояний есть еще промежуточные состояния. Тогда можно снова задать вопрос, сколько времени прошло между сменой промежуточных состояний. И так можно задавать вопрос бесконечно, мы попали в рекурсию.

Таким образом, задав вопрос «сколько времени прошло между сменой „кадров“» мы создаем рекурсию, что указывает на логическую ошибку. Времени как такового нет, но есть изменение состояния вселенной. И нельзя сказать, как быстро или медленно оно происходит, так как попросту здесь нет понятия о скорости.

По этой причине говорить о конкретном «кадре» вселенной или моменте времени некорректно, так как нет скорости, а значит и нет «паузы».



Прогнозы, исходя из статьи

• Сознание не получится перенести в вычислительные системы, базирующиеся на принципах устройства современных компьютеров.
• Искусственное сознание никогда не появится внутри вычислительных систем, базирующиеся на принципах устройства современных компьютеров.
• Процессы сознания протекают не на уровне электрохимических импульсов между нейронами, но «инертные» процессы тоже важны, ведь они подготавливают информацию перед осознанием и могут справляться с многими задачами без участия сознания.
• Субъективный опыт есть у любой материи, так как это и есть сама материя, но чаще всего он гораздо проще, чем у человека, и не обладает «памятью», грубо говоря это как существование с постоянной амнезией и без какого либо понимания происходящего.
• Субъективный опыт человека обладает сложностью из-за наличия «мгновенных» связей в мозге между элементами памяти, что и создает сложную конструкцию из различных понятий, образов, которые выстраиваются в общую картину «окружающего и внутреннего мира».
• Из-за ограничения на скорость связи между элементами памяти, пока что единственный реальный вариант реализации искусственного сознания может быть лишь на базе квантовых явлений.
• Субъективный опыт человека может существовать «прерывисто», лишь на момент формирования мгновенных связей между элементами памяти.

На самом деле выводов может быть гораздо больше. К примеру, что сознания можно объединить в одно, или одно сознание можно разделить на две части. Возможно, что в мозге могут существовать локальные участки со своим собственным субъективным опытом, который отделен от основного «главного» субъективного опыта.

В конечном счете, если понять, как реализованы мгновенные связи между элементами памяти в мозге человека, в теории можно будет создать самый настоящий «телепатический» канал связи, объединив два сознания, разделенных физически, в одно.

Также теперь можно ответить на вопрос о свободе воли. С одной стороны, так как сознание и материя одно и то же, то проявления материи можно обозначить, как некую «волю». Но с другой стороны, для человека его выражение воли, это скорее условное обозначение своих собственных действий. И такое обозначение, увы, не более, чем просто обозначение: «я сделал», «я так решил». И такое обозначение к самому явлению изменения состояния материи имеет очень опосредованное отношение, т.е. по сути не дает контроля над ситуацией, а дает иллюзию контроля. Аналогичные иллюзии касаются и нашего внутреннего «Я» — это обозначение, которое имеет очень опосредованное отношение к явлению сознания. По сути «Я» просто идея, без которой сознание вполне может существовать. Т.е. это два разных понятия.

Существует еще множество других вопросов, которые могут быть продолжением данной статьи. Например, если материя это и есть субъективный опыт, то почему в осознаваемую область попадает только информация от опыта физического тела и человек не чувствует, скажем, «саму материю» вокруг себя? На самом деле подобные вопросы имеют простой, но не очень понятный ответ. По сути в таких вопросах главное это понять, что чем мы называем на самом деле, как и в случае со временем.