Разобрали тут ребята весь как есть автомат

[egovoru]

Если свободу воли понимать как возможность поступить по-другому в тех же самых обстоятельствах, то проверить ее наличие у нас принципиально невозможно, потому что нельзя прокрутить ту же киноленту еще раз. Но Роберт Сапольски в своей новой книжке ставит вопрос несколько иначе: покажите мне нейрон в нашем мозгу, сработавший совершенно беспричинно, и я соглашусь с существованием свободы воли. То есть, он приравнивает свободу воли к отсутствию детерминизма, потому что именно так поступают многие ее сторонники, напирая на пригожинский хаос, эмерджентную сложность или квантовую неопределенность. На мой взгляд, все перечисленное тут заведомо ни при чем, потому что свобода воли предполагает намеренное изменение хода событий, а вовсе не русскую рулетку. Тем не менее, разбор этих аргументов Сапольским показался мне очень интересным.

Хаотические явления Сапольски иллюстрирует клеточными автоматами. Самый простой из них – ряд черных и белых клеток, к которому Сапольски применяет правило 22 (не путать с уловкой 22!): цвет каждой клетки нового ряда определяется тремя соседними клетками предыдущего, и он черный только тогда, когда одна и только одна клетка из этих трех черная, а во всех остальных случаях он белый.

Иллюстрация правила 22 с сайта Cloudinary

Сапольски называет такой автомат «непредсказуемым», потому что, дескать, нет такой формулы, которая позволила бы вычислить, каков будет его N-й ряд, если мы знаем первый – для этого нужно в явном виде проделать все промежуточные преобразования. Но позвольте, если мы уже проделали их один раз, то нам ведь уже известно, что будет, если мы начнем с той же конфигурации первого ряда еще раз? Она ведь однозначно задает все последующие – разве не так? А если так, то где же здесь «непредсказуемость»?

Непредсказуемость поведения природных систем, вроде атмосферы, связана ведь только с тем, что мы никогда не можем с абсолютной точностью воспроизвести те же самые начальные условия (или даже полностью определить их – в конечном счете, из-за гейзенберговского принципа неопределенности, а на практике – из-за ограниченной точности наших измерительных приборов и знаний о том, какие факторы влияют на интересующий нас процесс).

Но у клеточного автомата, который мы можем снова и снова запускать из одной и той же начальной конфигурации, никакой непредсказуемости нет – во всяком случае, при использовании таких правил, которые однозначно задают каждый следующий ряд из предыдущего. (Комментаторы подсказали, что свойство клеточного автомата, которое имеет в виду Сапольски, называется сomputational irreducibility. Сам он этого термина не употребляет).

Другое дело, что из-за вырожденности правила 22 мы не можем однозначно восстановить предыдущие ряды, зная последующие: иными словами, разные начальные условия могут приводить к одной и той же последующей конфигурации. Если физические системы устроены подобным же образом, то все наши попытки реконструкции истории прошлых событий заведомо обречены на провал.

Кстати сказать, Сапольски солидарен со мной, что термин «хаотические системы» – очень неудачный, потому что слово «хаос» обозначает и высокоэнтропийное состояние. Мне кажется, название «нелинейные системы» лучше отражает существо дела.

Занятные картинки, которые дает правило 22 при некоторых начальных условиях (иллюстрация из статьи Jack J. Mcdowell и Andrei Popa)

Спасибо уважаемой latifaschwalbe за информацию о книжке Сапольски! Русского перевода, как я понимаю, еще нет – но поправьте меня, пожалуйста, если я ошибаюсь.

Comments

[egovoru.livejournal.com]

"Событие А ни при чём"

Как это ни при чем? Причинно-следственная связь - это по определению связь между причиной и следствием, так что нам нужны два события (или два явления, или два процесса), между которыми мы будем искать связь. А причинно-следственная связь при наличии только одного события - это как хлопок одной ладонью :)

"Что не более чем всё то же скрытое перекладывание бремени доказательства на других"

Автор считает, что совокупность полученных на сегодня данных свидетельствует о детерминированности макроскопического физического мира, а проявление свободы воли он приравнивает к недетерминированному событию в этом мире.

[serge no (from livejournal.com)]

"А причинно-следственная связь при наличии только одного события - это как хлопок одной ладонью :)"

Угу. Это как с бесполым размножением. "Но позвольте, где же тут отец и мать? Что за нелепица, хлопок одной ладонью".

"Автор считает, что совокупность полученных на сегодня данных свидетельствует о детерминированности макроскопического физического мира"

Физический мир не макроскопический, он всякий. Льдины при ледоходе, например, макроскопические, но связи, которые рвутся при их образовании, совсем не макроскопические.

[egovoru.livejournal.com]

"Угу. Это как с бесполым размножением. "Но позвольте, где же тут отец и мать? Что за нелепица, хлопок одной ладонью""

Ну хорошо, а что такое причинно-следственная связь по-Вашему, и как мы устанавливаем ее наличие?

[serge no (from livejournal.com)]

Мы же тут в конечном счёте конкретную книгу обсуждаем, нет? Может, стоит вернуться к тому, что в ней понимается под детерминизмом, коли дело дошло до разбора тонких значений базовых понятий (как всегда :))? Вот, товарищ там пишет: "Trade every factor over which they had no control, and you will switch who would be in the graduation robe and who would be hauling garbage cans. This is what I mean by determinism." Что такое "factor" и что такое "their control"? Это кто-нибудь понял?

[egovoru.livejournal.com]

А что тут непонятного? Сапольски хочет сказать, что любой достигнутый нами результат - в данном примере, получение диплома о высшем образовании - это не наша личная заслуга, а совокупный результат обстоятельств, не подвластных нашему влиянию. Да, мы усердно занимались, чтобы сдать экзамены - а другой человек играл в футбол, но это потому, что нам достались от родителей другие гены, чем достались ему, в нашей семье были приняты другие идеалы, чем в его, мы учились в другой школе, чем он, и т.д.

Но Вы напрасно уклоняетесь от ответа на вопрос, что такое причинность. Он имеет непосредственное отношение к теме книжки, поскольку ее автор утверждает, что не бывает беспричинных событий.

[serge no (from livejournal.com)]

"Наше влияние" не лучше "их контроля". Что оно делает в определении "детерминизма"? У автора же никакого реального "нашего влияния" вообще нигде не появляется. Человеческая нервная система у него — то же самое, что нервная система моллюска, только с несколько большим количеством нейронов. Если там и есть какое-то "наше", то только в виде этаких паразитных "пульсаций" в сложнозакрученной сети, никак не влияющих на её работу, полностью обусловленную неподвластными ей "факторами".

"Но Вы напрасно уклоняетесь от ответа на вопрос, что такое причинность."

Не думаю, что напрасно. Всё, что касается причинности в физических теориях, должно быть справедливо для систем, рассматриваемых в этой книжке, если только автор не имеет в виду какую-то свою собственную физику. Соответствующие определения можно в принципе посмотреть в учебниках и энциклопедиях, они не краткие, так или иначе связаны с другими понятиями, про каждое из которых можно задать такой же вопрос, и в результате, как всегда, через несколько итераций уже никто не вспомнит, к чему это всё.
В советской физической энциклопедии о принципе причинности было, например, написано следующее: "П.п. в совр. физике явл. конкретно физ. утверждением, существенно более узким по своему содержанию, чем общее философское понятие причинности — взаимной обусловленности, детерминированности последовательности событий".

[egovoru.livejournal.com]

Да, Сапольски мыслит в терминах clockwork universe. То есть, он прекрасно знает о квантовой неопределенности, но считает, что на том макроскопическом уровне, на котором совершается поведение субъекта, она проявляться не может. (Я хоть и совсем не знаю квантовую механику, но с последним утверждением я согласна. Теории "квантового сознания" я отношу туда же, куда и синие ауры :)

"если только автор не имеет в виду какую-то свою собственную физику"

Вроде бы нет. Но о том, как следует понимать причинность, он не рассуждает - полагает, что это самоочевидно :) Приведенное же Вами определение из советской физической энциклопедии мне совсем не нравится - из-за слова "взаимной". Причина и следствие - вещи отнюдь не взаимозаменяемые, их нельзя просто поменять местами. Если из А следует В, то это вовсе не значит, что и из В следует А - это еще Аристотель отчетливо понимал.

[serge no (from livejournal.com)]

Разговоры о квантовой неопределённости на уровне поведения субъекта — это продолжение того же подхода с поиском спонтанно срабатывающих нейронов при совершении действия. Ну, нелепый же подход! Все эти неврологические штудии годятся разве что в приложении к эргономике и т.п. Лучше бы с ними не лезть в философию "свободы воли". Никто ж ни в юриспруденции, ни где ещё даже близко не подразумевает под субъектностью способность в равной степени нажать или не нажать курок конкретно в момент совершения преступления.

"Приведенное же Вами определение из советской физической энциклопедии мне совсем не нравится - из-за слова "взаимной"."

Это не определение там, а просто замечание, касающееся отношения принципа причинности в физике к философскому прообразу. "Взаимной" относится к последнему.

"Если из А следует В, то это вовсе не значит, что и из В следует А - это еще Аристотель отчетливо понимал."

Не уверен, что именно там имелось в виду, но скорее что-нибудь в том духе, что из А следует В с одной стороны, и В следует из А с другой. В формальной логике это не всегда так. Например, всё что угодно может следовать из ложного, но не обязательно что-либо следует из лжи.

[egovoru.livejournal.com]

"Никто ж ни в юриспруденции, ни где ещё даже близко не подразумевает под субъектностью способность в равной степени нажать или не нажать курок конкретно в момент совершения преступления"

А что подразумевают?

[serge no (from livejournal.com)]

Сознание, работающее all the way down the turtles. А не марионетку с памятью, которую автор книжки выводит из наблюдений над тем, как происходит дрожание икры в левой ноге.

[egovoru.livejournal.com]

Интересно, что Сапольски в этой книжке вообще не затрагивает сознание, хотя вроде бы свобода воли и сознание тесно связаны.

[serge no (from livejournal.com)]

Затрагивает, даже специальная главка о сознании имеется. Правда, как можно понять, сознание там рассматривается опять же тесно связанное с физическими действиями. Но обычно считается, что человек устанавливает для себя принципы поведения, планирует действия задолго до акта их совершения и т.п. Не все в одинаковой степени оригинально, но, как говорится, и профессор, и панк это делают. Что ничего подобного никогда от рождения до смерти не происходит, доказывать нужно, на слово не поверят.

[egovoru.livejournal.com]

"Затрагивает, даже специальная главка о сознании имеется"

Так ведь он сразу признается, что ему нечего сказать на эту тему: "I don’t understand what consciousness is, can’t define it. I can’t understand philosophers’ writing about it. Or neuroscientists’, for that matter, unless it’s “consciousness” in the boring neurological sense, like not experiencing consciousness because you’re in a coma.[*],[22]"

Замечу, что boring neurological вопрос о том, как отличить коматозное состояние человека от сознательного только по активности мозга, тоже еще отнюдь не решен.

[chyyr.livejournal.com]

>Он прекрасно знает о квантовой неопределенности, но считает, что на том
макроскопическом уровне, на котором совершается поведение субъекта, она
проявляться не может.

Если вы с ним согласны, можете ли вы изложить логику этой позиции?

Я бы мог понять этот вывод, если бы все системы в нашем мире были не просто устойчивы, но последствия любого случайное возмущения со временем затухали бы.

Но Саповски вроде бы допускает существование неустойчивых детерминированных систем, и даже хаотических — когда малое возмущение на малом масштабе влечет большие последствия на большом.

На первый взгляд кажется, что если к таким системам добавить случайные возмущения — мы получим случайность на большом масштабе.

(И даже чудятся примеры: копирование ДНК происходит на уровне, где квантовомеханические эффекты существенны. Случайные помехи при копировании ДНК могут привести к ошибке копирования. В свою очередь, даже однонуклеотидная мутация может привести к существенному изменению фенотипа)

PS Сразу оговорюсь: в этом комментарии я не касаюсь свободы воли, я обсуждаю тезис, что недетерминированность на "нижнем уровне" не распространяется на "верхний".

[egovoru.livejournal.com]

"На первый взгляд кажется, что если к таким системам добавить случайные возмущения — мы получим случайность на большом масштабе"

Но ведь хаотические системы продуцируют только кажущийся "хаос": их поведение кажется нам хаотическим только из-за недостатка информации?

А вот что пишет Сапольски о попытках вывести свободу воли из квантовой неопределенности:

"Trying to pull free will out of electrons in the brain is the immediate challenge—can quantal effects bubble upward, amplify in their effects, so that they can influence gigantic things, like a single molecule, or a single neuron, or a single person’s moral beliefs? Nearly everyone thinking about the subject concludes that it cannot happen because, as we’ll soon cover, quantal effects get washed out, cancel each other out in the noise—the waves of superposition “decohere.” As summarized nicely by the title of a book by physicist David Lindley, Where Does the Weirdness Go? Why Quantum Mechanics Is Strange, but Not as Strange as You Think (Basic Books, 1996).

Nonetheless, people linking quantum indeterminacy with free will argue otherwise. Their challenge is to show how any building block of neuronal function is subject to quantum effects. One possibility is explored by Peter Tse, who considers the neurotransmitter glutamate, where the workings of one of its receptors requires popping a single atom of magnesium out of an ion channel that it blocks. In Tse’s view, the location of the magnesium can change in the absence of antecedent causes, because of indeterminate quantal randomness. And these effects bubble up further: “The brain has in fact evolved to amplify quantum domain randomness . . . up to a level of neural spike timing randomness” (my emphasis)—i.e., up to the level of individual neurons being indeterminate. And the consequences then ripple upward further into circuits of neurons and beyond.[6]

Other advocates have also focused on quantal effects occurring at a similar level, as captured in one book’s title—Chance in Neurobiology: From Ion Channels to the Question of Free Will. [*] Psychiatrist Jeffrey Schwartz of UCLA views the level of single ion channels and ions as fair game for quantal effects: “This extreme smallness of the opening in the calcium ion channels has profound quantum mechanical implications.” Biophysicist Alipasha Vaziri of Rockefeller University examines the role of “non-classical” physics in determining which type of ion flows through a particular channel.[7]

<дальше он описывает идею Пенроуза и Хамероффа насчет микротрубочек, которую мы уже обсуждали в этом журнале, так что я пропущу этот абзац>

So, this savaging aside, can quantal effects actually bubble up enough to influence behavior? The indeterminacy that releases magnesium from a single glutamate receptor doesn’t enhance excitation across a synapse all that much. And even major excitation of a single synapse is not enough to trigger an action potential in a neuron. And an action potential in one neuron is not enough to make a signal propagate through a network of neurons. Let’s put some numbers behind these facts. The dendrite in a single glutamatergic synapse contains approximately 200 glutamate receptors, and remember that we’re considering quantal events in a single receptor at a time.

<продолжение следует>

[chyyr.livejournal.com]

>Но ведь хаотические системы продуцируют только кажущийся "хаос": их поведение кажется нам хаотическим только из-за недостатка информации?

Он кажущийся, пока система детерминирована и случайных возмущений нет.

Если к неустойчивой системе добавить сколь угодно малое, но чисто случайное возмущение, последствия этого возмущения появятся на макроуровне в виде состояния, не обусловленного одними начальными данными.
При одних и тех же начальных данных, но разных случайных возмущениях на микроуровне, состояние на макроуровне будет отличаться.

[egovoru.livejournal.com]

"Если к неустойчивой системе добавить сколь угодно малое, но чисто случайное возмущение, последствия этого возмущения появятся на макроуровне в виде состояния"

Насколько я поняла Сапольски, он считает, что малые случайные возмущения, происходящие во всех элементах системы, компенсируют друг друга ("декогерируют") и потому не могут влиять на ее поведение на макроуровне. Он неправ? Самой мне об этом судить трудно - тут требуется лучшее знание физики, чем мое.

[chyyr.livejournal.com]

Я тоже не физик, я математик (хотя и работаю с уравнениями математической физики — но хотя уравнения те же, философия несколько другая), но вот что хочется сказать на этот счёт:

1) Есть чисто математические работы , которые доказывают что динамические системы с "хорошими" свойствами при добавлении случайных возмущений могут "хорошие" свойства терять и становятся "более хаотическими" в некотором смысле.
2) Теорема Эренфеста, на которую ссылается Сапольский, доказывается, насколько я помню, при одном существенном предложении: "Пусть рассматривается много независимых частиц, описываемых одной волновой функцией ". Если это предложение не выполнено, то теорема выполняться не обязана.
(Сама теорема Эренфеста, если из нее выкинуть формулы и попытаться перевести на обычный язык, утверждает, что большое количество независимых частиц, подчиняющихся единообразным вероятностным законам, в среднем компенсирует друг друга, позволяя описывать их совокупность на макроуровне как единое целое).
3) Здесь я, как пилот Пиркс, балансирую на грани своих познаний, но вроде бы счётчик Гейгера — пример системы, где единичное событие на микроуровне порождает макроскопические последствия. Пролет одной заряженной частицы порождает каскад зависимых частиц — который и наблюдается на макроуровне. Из-за того, что они зависимы, они друг друга не компенсируют, а наоборот, усиливают совместный эффект.

[egovoru.livejournal.com]

"счётчик Гейгера — пример системы, где единичное событие на микроуровне порождает макроскопические последствия"

Да, потому что там задействован каскад усиления - как и в светочувствительных клетках нашей сетчатки, которых Вы уже упоминали раньше. Но как это помогает объяснить свободу воли?

[egovoru.livejournal.com]

<продолжение>

A neuron has, conservatively, 10,000–50,000 of those synapses. Just to pick a brain region at random, the hippocampus has approximately 10 million of those neurons. That’s 20–100 trillion glutamate receptors (200 x 10,000 x 10,000,000 = 20 trillion, and 200 x 50,000 x 10,000,000 = 100 trillion).[*] It is possible that an event having no prior deterministic cause could alter the functioning of a single glutamate receptor. But how likely is it that quantum events like these just happen to occur at the same time and in the same direction (i.e., increasing or decreasing receptor activation) in enough of those 20–100 trillion receptors to produce an actual neurobiological event that has no prior deterministic cause?[10]

<...>

This is the bubbling-up problem in going from quantum indeterminacy at the subatomic level up to brains producing behavior—you’d need to have a staggeringly large number of such random events occurring at the same time, place, and direction. Instead, most experts conclude that the more likely scenario is that any given quantum event gets lost in the noise of a staggering number of other quantum events occurring at different times and directions. People in this business view the brain not only as “noisy” in this sense but also as “warm” and “wet,” the messy sort of living environment that biases against quantum effects persisting. As summarized by one philosopher, “The law of large numbers, combined with the sheer number of quantum events occurring in any macro-level object, assure us that the effects of random quantum-level fluctuations are entirely predictable at the macro level, much the way that the profits of casinos are predictable, even though based on millions of ‘purely chance’ events.” The early-twentieth century physicist Paul Ehrenfest, in the theorem bearing his name, formalizes how as one considers larger and larger numbers of elements, the nonclassical physics of quantum mechanics merges into old-style, predictable classical physics.[*] To paraphrase Lindley, this is why the weirdness disappears.[11]"

[chyyr.livejournal.com]

Я почитал его пояснение, и вот что меня смущает: он доказывает не то, что формулирует, а более частный случай.

Формулирует он утверждение: "Случайные события на квантовом уровне не могут привести к возбуждению нейрона".

А доказывает он следующее: "Если мы будем рассматривать такой-то механизм возбуждения нейрона, то случайные события на квантовом уровне не могут привести к возбуждению нейрона".

Причем исходное его утверждение в максимальной общности, ЕЯПП, просто неверно. Есть клетки, которые возбуждаются в ответ на единичные квантовые события, и передают сигнал в нервную систему — я имею в виду палочки, которым, если я не путаю, для возбуждения достаточно единичных фотонов.

То есть физические принципы не запрещают клеткам которые возбуждаются в ответ на события на квантовом уровне. Если вдруг для свободы воли вдруг действительно нужен генератор случайных сигналов*, то природа может его создать — просто работать он будет не по рассмотренной Сапольским схеме.

*Я не утверждаю, что он нужен. Я просто хочу сказать, что довод Сапольского эту возможность не закрывает.

[egovoru.livejournal.com]

"я имею в виду палочки, которым, если я не путаю, для возбуждения достаточно единичных фотонов"

Да, Вы совершенно правы, и Сапольски знает, что события на квантовом уровне могут иметь биологические последствия. Он, правда, приводит в пример не зрение, а фотосинтез:

"The starting point here is the idea that quantum effects, down there at the level of electrons entangling with each other, will affect “biology.” There is precedent for this concerning photosynthesis. In that realm, electrons that have been excited by light are impossibly efficient at finding the fastest way to move from one part of a plant cell to another, seemingly because each electron does this by being in a quantum superposition state, checking out all the possible routes at once.[5]"

Непонятно, однако, как можно вывести из этого свободу воли? Поглощение фотонов молекулами родопсина в наших палочках происходит квантово-случайно, в том смысле, что мы не можем предсказать, какая именно из молекул поглотит данный фотон, но какая бы из них ни поглотила, биологический результат будет один и тот же.

В предыдущем комментарии Вы упомянули ошибки ДНК-полимеразы, которые тоже, как я понимаю, являются следствием квантовой неопределенности. Они, конечно, имеют очень большое биологическое значение, но именно как случайные явления. А как свобода воли может произойти из случайности, я не понимаю.

[chyyr.livejournal.com]

>Непонятно, однако, как можно вывести из этого свободу воли?

Формально, через заявленный тезис "Покажите мне нейрон в нашем мозгу, сработавший совершенно беспричинно, и я соглашусь с существованием свободы воли" :)

Но если говорить серьезно, то у меня претензия к его обшей схеме доказательства.

Утверждение, которое он доказывает, — "Свобода воли невозможна чисто теоретически".

Как он его доказывает?
Он принимает в качестве очевидного тезис "Свобода воли без участия случайности невозможна".

После этого остаётся вопрос "А возможна ли свобода воли в системе со случайностью?"

И этот вопрос он пытается обойти при помощи тезиса про нейроны. Если отвлечься от формы подачи, он фактически утверждает следующее: "Поскольку чисто теоретически ни один нейрон не может сработать беспричинно, случайности на уровне мозга нет, и значит второй вопрос можно не рассматривать".

И вот именно с посылкой этого высказывания я не согласен: чисто теоретически возможен нейрон, срабатывающий беспричинно. А значит, второй случай не отброшен, и невозможность свободы воли в системе со случайностью надо всё-таки как-то обосновывать.

[chyyr.livejournal.com]

И, честно сказать, разобранный случай тоже у меня смешанные чувства оставил.

Начинает Сапольский, как мы помним, с тезиса "Покажите мне нейрон, возбудившийся беспричинно, и я поверю в свободу воли".

Но для разбора он тезис меняет: "Я поверю, если беспричинно возбудится сразу целый каскад нейронов, причем приводящий к тому, что я называю „actual neurobiological event“"

Это мне неприятно напомнило знаменитый аргумент "торнадо над свалкой" — априорно постулируется, что результат может быть достигнут исключительно в результате случайных независимых событий, и далее делается вывод, что это слишком невероятно. Другие варианты — например, "результат может быть достигнут в результате неслучайной обработки случайных данных" — не рассматриваются.

PS Отдельно обидно, что он так и не сказал, какова же вероятность самопроизвольной активации одного наперед выбранного синапса за единицу времени?
Из этого по формуле 1-(1-p²⁰⁰)^(2*10¹³) можно было бы самостоятельно оценить вероятность активации хоть какого-то
синапса за ту же единицу времени — а так даже непонятно, с каким порядком величин работаем :(

[egovoru.livejournal.com]

Некоторая непоследовательность изложения Сапольского связана с тем, что он излагает не свою собственную идею, а критикует идеи других, тех, кто считает, что свобода воли у нас есть. А эти люди приходят к такому выводу очень разными путями, так что С. непроизвольно скачет с пути на путь вслед за ними.