Когда внезапно возникает

[egovoru]

Майкл Газзанига – известный нейропсихолог, руководитель проекта «Закон и нейронауки». Уважаемый benni72 спросил, что я думаю о последней книжке этого ученого, русский перевод которой только что вышел – и я решила с ней ознакомиться.

Может, потому, что прежде я уже прочла несколько подобных книг, но в первой половине этой я не обнаружила ничего, заслуживающего обсуждения: так, довольно вялое изложение ряда ключевых наблюдений, в основном в ходе собственных исследований пациентов с «расщепленным мозгом» (тех, у кого нарушена связь между полушариями). Но вот во второй части автор обращается к понятию «эмерджентности» («возникаемости»), и я еще раз убедилась, до какой же степени тут все запутано.

Газзанига предлагает называть «эмерджентными» такие свойства целого, которые не сводятся к свойствам его частей, и в качестве первого примера он приводит температуру. У молекул, составляющих объем газа, действительно, никакой температуры нет, но ведь последняя однозначно определяется – то есть, сводится к – их средней кинетической энергии?

Дальше – больше: Газзанига считает, что классическая механика Ньютона эмерджентна по отношению к механике квантовой. Но ведь последняя содержит в себе классическую механику как предельный случай, так разве можно сказать, что она «не сводится»?

Наконец, хаотические системы – Газзанига говорит о формах снежинок. Я знаю, слово «хаос» общепринято в этом значении, но мне оно кажется здесь неуместным, потому что подразумевает отсутствие причинности. На самом деле эти системы просто нелинейны: для того, чтобы повысить точность предсказания их состояния в 10 раз, надо увеличить точность измерения начальных условий не в 10, а в 100, 1000 или еще большее число раз. Мозг наверняка является такой нелинейной системой, но имеет ли смысл говорить здесь о какой-то эмерджентности?

Может, стоит зарезервировать это слово только для жизни и сознания, потому что появление того и другого мы вроде не могли бы предсказать, исходя из известных начальных условий? Но, с другой стороны, может, не могли только потому, что нам не хватает точности или понимания, какие именно факторы надо учитывать?

«Emergence 2013» авторства Sayaka Ganz
(фото с сайта художницы)

В последних главах Газзанига пытается объяснить, что магнитные сканы мозга не стоит тащить в суд в качестве вещдоков: мозги слишком индивидуальны, и в их реакциях трудно выявить общие закономерности. Ну, а его мысль, что сознание – продукт социального взаимодействия, заслуживает внимания, но не нова.

А вот рецензия уважаемого hyperboreus на эту книжку.

Comments

[hyperboreus.livejournal.com]

Однако у него не только "сознание – продукт социального взаимодействия", но и, что важнее, свобода, мораль, самость. И не просто продукт, а эмерджентный продукт. Забавно ведь, что вдруг нашлось такое понятие, чтобы спасти старые добрые человеческие особенности ))

[egovoru.livejournal.com]

"не только "сознание – продукт социального взаимодействия", но и, что важнее, свобода, мораль, самость"

Ну, уж то, что мораль и т.д. - продукты социального взаимодействия, мысль совсем уж тривиальная: даже в этом журнале мы уже многократно это обсуждали. А чем же это еще может быть?

"вдруг нашлось такое понятие"

Как ясно показывает эта книга, это слово суют везде, куда ни лень, и совершенно его этим обесценивают. Очевидно, что "эмерждентная" температура отражает не эволюцию мира, а просто другой способ его описания нами. То же и с "эмерджентной" механикой Ньютона. В то же время, зарождение или жизни означает действительно возникновение чего-то нового, чего раньше не было. На мой взгляд, это принципиально разные случаи, и негоже называть их одним и тем же словом. А?

[hyperboreus.livejournal.com]

мысль совсем уж тривиальная//

Однако тому же Газзаниге приходится защищать ее от излишне ретивых генетиков, нейробиологов и проч, которые готовы и мораль приписать генам, структурам мозга и тем освободить человека от нее - мол, человек не виноват в своем моральном поведении, он не отвечает за него, это все гены/мозги виноваты ))

это слово суют везде, куда ни лень, и совершенно его этим обесценивают //

Возможно. Как это было в свое время с синергетикой, помните? Но не будем же выплескивать с водой и ребенка!

[eldhenn]

> Но ведь последняя содержит в себе классическую механику как предельный случай больших масс покоя и малых скоростей движения

Эээ. Насколько я знаю, нет.

[egovoru.livejournal.com]

Да, спасибо за поправку: кажется, когда писала, я думала о теории относительности, а не о квантовой механике, которую имел в виду автор - сейчас уберу массу и скорость. Пожалуй, точнее будет сказать, что классическая механика соотносится с квантовой примерно как термодинамика с кинетической теорией газов.

Но то не так существенно, потому что я имела в виду, что в этих случаях "эмерджентность" связана только с разными уровнями рассмотрения, а не с природой вещей. Когда же мы говорим о происхождении жизни или сознания, то такая эмерджентность - действительно появление чего-то нового, чего раньше во Вселенной не было. Никакой "другой уровень рассмотрения" не позволит нам увидеть живое в неживом, а вот температура есть у любой макроскопической совокупности молекул.

[eldhenn]

> Никакой "другой уровень рассмотрения" не позволит нам увидеть живое в неживом

Эээ. Насколько я знаю, опять же - нет :) Вот минимальный известный вироид состоит из двух с половиной сотен нуклеотидов, а его можно уже начинать считать живым.
И с другой стороны, что такое - живое? На мелком уровне рассмотрения - это всего лишь такая сложная химическая механика. А на крупном уровне она спутники строит и запускает...

[a-gorb.livejournal.com]

” сейчас уберу массу и скорость. Пожалуй, точнее будет сказать, что классическая механика соотносится с квантовой примерно как термодинамика с кинетической теорией газов. ”
Не точнее:) Про массу – практически правильно. Когда длина волны де Бройля совсем маленькая, то квантовые эффекты тоже малы. Но, впрочем, это все не суть важно для обсуждаемой проблемы.

[evgeniirudnyi.livejournal.com]

Вот мое восприятие:

Также я читал книги других представителей, например Michael S. Gazzaniga, Who’s in Charge?: Free Will and the Science of the Brain. Данная книга, которая по-моему близка к тому, что говорят массы в нейрофизиологии, с точки зрения формальной логики книга выглядит просто ужасно. Автор вначале начинает с объяснения работы человека. В левом полушарии мозга человека есть область интерпретатор, которая получает информацию от всех областей мозга и которая затем ищет объяснение полученной информации. Далее человек сознательно воспринимает найденное интерпретатором объяснение и вуаля.

Самое интересное, что книга выглядит написанной согласно такой теории. В каждой главе интерпретатор в левом полушарии господина Газзанига получает информацию, находит объяснение и господин Газзанига его срочно записывает. Однако такие объяснения в разных главах с точки зрения формальной логики попросту противоречат друг другу.

С одной стороны, можно назвать книгу господина Газзанига внутренне непротиворечивой, поскольку видно, что он функционирует точно так же, как он написал. Некоторый интерпретатор в его левом полушарии находят объяснения (в разных контекстах разные) и они срочно записываются.

С другой стороны, наличие в книге взаимоисключающих утверждений с точки зрения формальной логики производит очень удручающее впечатление. От ученых я бы ожидал большего.

[egovoru.livejournal.com]

Да, мне его концепция интерпретатора тоже показалась какой-то сомнительной, поэтому я ее даже не упомянула. В целом у меня было ощущение, что, хотя книга и написана недавно, то, что автор там излагает, отражает положение в этой области во времена его молодости, а не современное :(

Кроме того, она плохо выдержана в методологическом плане: первая ее половина - описание сугубо нейрофизиологических экспериментов, или, лучше сказать, нейрологических: все эти пациенты с перерезанным corpus calosum, и т.д. А вторая часть - сугубо философские рассуждения об эмерджентности, этике и др., и между этими двумя частями мало связи. Наконец, автор просто очень скучно пишет :(

Что же касается эмерджентности, то тут, вероятно, принципиальный вопрос такой: подразумевает ли употребление этого слова отказ от детерминизма? Очевидно, когда имеется в виду "эмерджентная" температура, то нет - это просто другой уровень описания. Но вот когда говорят об "эмерджентности" жизни, имеют ли в виду принципиальную невозможность предсказать ее появление, или нет?

[p2004r.livejournal.com]

А при чем тут "уровень описания"?

Серия вопросов
1 молекула (вообще одна) температуру имеет?
5 молекул температуру имеют?
...
моль молекул?

вот где то это увеличивающее кол-во молекул порождает новое понятие температура.

А с "уровнем рассмотрения" это "игра в слова".

[evgeniirudnyi.livejournal.com]

Проблема с возникаемостью заключается в том, что никто не может сказать, что это такое.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

а вы читали метцингера?

[egovoru.livejournal.com]

Да, я прочла одну его книжку - ту, где в заглавии упоминается "туннель". Она тоже, признаться, оставила у меня какое-то мутное впечатление: слов много, но никакого озарения от прочтения их что-то не наступает ;)

А Вам удалось вынести из чтения Метцингера что-то важное? И если да, то что именно?

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

там довольно нетривиальная идея о том что личность это симуляция, которая могла возникнуть эволюционно. суть была хорошо изложена в журнале progenes и книжку на самом деле не обязательно читать, хотя там есть довольно интересные описания экспериментов и т.п.

[deadmadcat.livejournal.com]

Если я правильно понимаю слово эмерджентность, то оно не подразумевает, что свойства целого невозможно предсказать на основании свойств частей. Оно всего лишь подразумевает, что целое обладает свойствами, которых нет у частей. Например, если два вещества не реагируют друг с другом, то их смесь не эмерджентна. Если же реагируют, то при смешении получается что-то отличающееся от обоих исходных компонентов, т.е. можно говорить об эмерджентности. Хотя хим. реакция вполне предсказуема, мы знали, что так будет.

> потому что подразумевает отсутствие причинности

Я не большой спец, но хаос не подразумевает отсутствие причинности, если не ошибаюсь. Суть вроде как в том, что мизерные изменения в начальных условиях приводят к большим последствиям. Развитие хаотической системы вполне детерминировано, другой вопрос, что оно непредсказуемо, но всего лишь по техническим причинам - невозможности достаточной точности измерения, вычисления и учета всех повлиявших факторов.

[egovoru.livejournal.com]

"Оно всего лишь подразумевает, что целое обладает свойствами, которых нет у частей"

Да, по-видимому, Вы правы: употребление слова "эмерджентность" не означает отказ от детерминизма. Если живое существо разъять на атомы, то, исследуя их, невозможно сказать, было ли это существо живым - аналогично тому, как, измеряя скорость одной молекулы газа, нельзя сказать, какой температурой обладал тот объем газа, откуда ее извлекли. В том смысле между температурой и жизнью, действительно, можно усмотреть некое сходство, хотя это и кажется странным на первый взгляд.

"Развитие хаотической системы вполне детерминировано, другой вопрос, что оно непредсказуемо, но всего лишь по техническим причинам"

Да, я это так и написала в посте.

[deadmadcat.livejournal.com]

По поводу температуры я как раз с вами согласна. Любые статистические показатели по самому своему замыслу описывают множества объектов, но при этом совершенно не требуют, чтобы множество составляло целостную систему. Возможность применить статистический показатель - не признак эмерджентности, сама-то это совокупность объектов не стала вести себя по-новому. Просто, мы ее описываем по-новому.

Я не знаю, нужно ли вообще понятие эмерджентности. Во-первых, слишком мало того, к чему его нельзя применить. Ну да, если распилить кусок дерева на кусочки поменьше, они будут такие же, только маленькие. Эмерджентность отсутствует. И то, еще как посмотреть. Во-вторых, все это как-то слишком уж очевидно. Из кучи деталей можно собрать шкаф, при том, что каждая деталь по-отдельности шкафом не являлась? Серьезно?? Ну кто бы мог подумать. Ну вот, тем не менее, оно есть.

Ок, значит я неправильно поняла.

[kostya-h.livejournal.com]

А почему температуру мы не можем назвать, простихоспаде, эмерджентным свойством? Это такой же новый феномен, как и сознание: нейроны поотдельности остаются нейронами, так же, как и частицы пара, а температура и сознанию появляются в рез-те сложного взаимодействия? Только лишь на основе того, что температуру как феномен мы можем предсказать? Но и сознание, может быть, тоже можно, просто мы не обладам достаточными знаниями, инструментами и пр., нет?

[egovoru.livejournal.com]

"почему температуру мы не можем назвать, простихоспаде, эмерджентным свойством?"

Не знаю - я как раз и пытаюсь разобраться, что конкретно имеют в виду те, кто употребляет это слово :) Сначала я подумала, что оно с необходимостью означает нарушение причинности (отказ от детерминизма), и тогда температура тут вообще ни при чем, да и с жизнью/сознанием не очень ясно. "Не можем предсказать" - действительно, плохой критерий, потому что непонятно, не можем принципиально, или просто за недостатком вычислительных мощностей? Насколько я понимаю, те, кто изучает погоду, считают, что тут нет нарушения детерминизма, а именно - нехватка мощностей, и с жизнью/сознанием может быть то же самое.

Но, вероятно, называя жизнь "эмерджентной", автор имеет в виду просто то, что, если мы разберем живое существо на атомы, то, глядя на них, мы не сможем с уверенностью сказать, что это существо было живым. То есть, свойство жизни у атомов не проявляется, как и температура у молекул газа. (С молекулами живого существа такая штука не проходит: если мы найдем ДНК или белок, то у нас будут все основания думать, что то, из чего мы их получили, было живым. Правда, мы не сможем отличить ДНК, извлеченную из клетки, от ДНК, химически синтезированной в лаборатории. Так что приписывать свойство жизни молекулам все же не имеет смысла).

С сознанием, как Вы справедливо заметили, то же самое: у отдельного нейрона нет сознания. Последним обладает даже не мозг в целом, а человек в целом.

[alex-new-york.livejournal.com]

"На самом деле эти системы просто нелинейны: для того, чтобы повысить точность предсказания их состояния в 10 раз, надо увеличить точность измерения начальных условий не в 10, а в 100, 1000 или еще большее число раз."

Не совсем так. Малые погрешности в хаотических системах ведут себя вполне линейно, зато экспоненциально растут во времени и поэтому быстро перестают быть малыми. В результате по прошествии нескольких десятков характеристических времен экспоненты погрешность, требуемая для приблизительного воспроизведения траектории, становится меньше всех мыслимых и физически реализуемых пределов.

"Газзанига считает, что классическая механика Ньютона эмерджентна по отношению к механике квантовой. Но ведь последняя содержит в себе классическую механику как предельный случай, так разве можно сказать, что она «не сводится»?"

Так ведь эмерджентное поведение всегда формально "содержится" в порождающем его поведении более низкого уровня. Сознание "содержится" в жизни и является её результатом. Жизнь "содержится" в химии. Химия "содержится" в физике.

[egovoru.livejournal.com]

"зато экспоненциально растут во времени и поэтому быстро перестают быть малыми"

Спасибо за поправку!

"Так ведь эмерджентное поведение всегда формально "содержится" в порождающем его поведении более низкого уровня"

Но ведь именно это, вообще говоря, мы и имеем в виду, когда говорим о "системе": мы подразумеваем, что система потому и система, а не просто совокупность, что у нее есть некие свойства, которых не было у составляющих ее элементов? Зачем же нужно еще отдельное слово "эмерджентность"? Другой комментатор прислал ссылку на текст (http://egovoru.livejournal.com/102364.html?thread=4713948#t4713948), автор которого очень ясно выразил мои мысли :)

[109.livejournal.com]

http://lesswrong.com/lw/iv/the_futility_of_emergence

[egovoru.livejournal.com]

Спасибо, автор статьи по ссылке очень точно изложил именно те мысли, которые и у меня возникают, когда я слышу/читаю это слово ;)

Но "эмерджентность" - не единственное слово, которое вызывает у меня подобные мысли. Еще одно такое - "холизм" (http://egovoru.livejournal.com/54873.html) ;)

[a-gorb.livejournal.com]

Тут надо разобраться с динамикой систем.
”На самом деле эти системы просто нелинейны: для того, чтобы повысить точность предсказания их состояния в 10 раз, надо увеличить точность измерения начальных условий не в 10, а в 100, 1000 или еще большее число раз. ”
Для возникновения хаоса помимо нелинейности требуется еще два момента: система должна быть неустойчива, т.е. малые отклонения от равновесия нарастают, и система должна быть ограничена, т.е. отклонившись слишком сильно, она возвращается назад. Для хаотических систем характерно не то, что точность предсказания нелинейно зависит от точность измерения начальных условий, а то, что через какое-то время предсказать вообще ничего нельзя. А вот это время, да, зависит от точности в начальных условиях. (http://a-gorb.livejournal.com/30148.html http://a-gorb.livejournal.com/30327.html) Такого типа хаос обычно рассматривают применительно к достаточно простым системам с малым числом степеней свободы.

Если система хаотична потому, что состоит из большего числа частиц, типа газа, то ее описание как раз удобно на языке статистической физики, т.к. большое количество хорошо поддается усреднению. Но и усредненные величины (макропараметры) могут в свою очередь демонстрировать хаотичное поведение. Пример – турбулентность при движении газа или жидкости. Разумеется, такой хаос препятствует точному предсказанию поведения макропараметров.

Но на мой взгляд, самым основным, что препятствует предсказанию является нахождение или прохождение в течении эволюции системой точек неустойчивого равновесия. Наличие неустойчивости уже одно из условий для хаоса. Но даже без хаоса неустойчивость препятствует определенности в предсказаниях. Например, поместим шар на выпуклую вершину. Это равновесное состояние, но оно неустойчиво. Шар скатится вправо или влево. Этого предсказать мы уже не сможем. Даже если шар находится точно в точке равновесия, то ведь еще существуют квантовые флуктуации.

Мне неизвестно, сколько таких состояний неустойчивого равновесия прошла Вселенная за свою жизнь. Я думаю, что дальнейшая эволюция после прохождения такой точки уже будет непредсказуемой. Существуют гипотеза, что само возникновение Вселенной (жизни и всего остального) было таким спонтанным нарушением равновесия.

------

Специальное понятие «эмерджентность» мне кажется излишним. Каждый, кто изучал какое либо взаимодействие и так знает, что в его результате возникает нечто новое. И особое акцентирование внимания на том, что целое имеет свойства отлично от частей, может быть излишнее, т.к. свойство целого тесно связано со свойством частей и вряд ли может быть понято без изучения свойства частей. (Примеры нужны?).

[egovoru.livejournal.com]

Спасибо за подробный ответ.

"Этого предсказать мы уже не сможем. Даже если шар находится точно в точке равновесия, то ведь еще существуют квантовые флуктуации"

Иными словами, поведение даже макрообъектов не может быть полностью предсказуемо, как это постулирует классическая механика, потому что принципиальная квантовая непредсказуемость влияет и на него?

"Мне неизвестно, сколько таких состояний неустойчивого равновесия прошла Вселенная за свою жизнь"

Но, во всяком случае, нельзя сказать, что эволюция Вселенной до возникновения жизни принципиально отличалась от того, что началось после?

"Специальное понятие «эмерджентность» мне кажется излишним"

Похоже, с этим многие согласны (http://egovoru.livejournal.com/102364.html?thread=4713948#t4713948) :)