Прошлое в настоящем: эволюция сознания

от

Автор: Денис Аветисян

В статье предлагается объединяющая концепция, связывающая физику, биологию и сознание через призму универсальных принципов перехода от неопределенности к определенности.

🧐

Купил акции по совету друга? А друг уже продал. Здесь мы учимся думать своей головой и читать отчётность, а не слушать советы.

Бесплатный телеграм-канал

Исследование предлагает эволюционный подход к сознанию, основанный на принципах свободы энергии, эффекте квантового Зенона и теории причинного восприятия.

Несмотря на кажущуюся разрозненность областей физики, биологии и психологии, все они сталкиваются с проблемой объяснения перехода от неопределенности к определенности. В работе ‘Condensed Past, Thick Present: Evolutionary Approach to the Conscious Experience’ предпринята попытка объединить концепции теории причинных взглядов Ли Смолина, принципа свободной энергии Карла Фристона и современных психологических моделей сознания. Предлагается эволюционный подход, в котором возникновение сознания связано с универсальными принципами обработки информации, основанными на разрешении удивления и реализуемыми во временных и пространственных промежутках, динамично развивающихся на различных уровнях организации. Возможно ли, что именно эти промежутки, как носители новизны, являются ключом к пониманию прогрессивного развития сознания и его высших форм?

От неопределенности к реальности: событие как фундаментальная единица

В отличие от традиционной физики, которая исходит из предположения о существовании предзаданной реальности, теория причинных взглядов Смолина предлагает принципиально иной подход. Согласно этой теории, реальность не является чем-то изначально существующим, а возникает как результат последовательности событий. Каждое событие рассматривается как переход от неопределенности к определенности, фундаментально изменяющий состояние Вселенной. Таким образом, фокус смещается с изучения статических структур к исследованию динамических процессов, где сама последовательность событий и есть основа бытия. Данный подход предполагает, что обработка информации является неотъемлемой частью существования, а Вселенная — это, по сути, постоянно развивающаяся сеть причинно-следственных связей, возникающая из этих самых событий.

Каждое событие, в рамках данной теории, представляет собой фундаментальный переход от неопределенности к определенности, радикально изменяющий состояние Вселенной. Это не просто изменение в уже существующей реальности, а сам акт возникновения определенности из вероятностного облака возможностей. Представьте, что до события существует лишь набор потенциальных исходов, и само событие — это выбор одного из них, «коллапс волновой функции», если использовать аналогию из квантовой механики. Данный переход не является пассивным процессом; он активно формирует структуру реальности, определяя последующие события и, следовательно, будущее состояние Вселенной. Таким образом, Вселенная не является чем-то заданным изначально, а постоянно конструируется через последовательность этих переходов от неопределенности к определенности, где каждое событие является кирпичиком, из которого строится сама ткань бытия.

Предлагаемый подход кардинально смещает акцент в физике с неизменных структур на динамические процессы, рассматривая реальность не как данность, а как последовательность событий, определяющих её состояние. Вместо анализа застывших форм, исследование фокусируется на переходе от неопределенности к определенности, который лежит в основе каждого события. Данная работа демонстрирует, что обработка информации — не просто свойство сложных систем, а фундаментальный аспект существования, неотделимый от самой ткани Вселенной. Предложенная унифицированная структура позволяет рассматривать обработку информации как базовый механизм, формирующий реальность из последовательности событий, тем самым предлагая новый взгляд на взаимосвязь между информацией, структурой и эволюцией Вселенной.

Самоорганизация: разрешение неопределенности через динамические процессы

Самоорганизация представляет собой процесс, посредством которого системы спонтанно формируют и поддерживают структуру, обусловленный необходимостью снижения неопределенности. Этот процесс не требует централизованного управления или внешнего проектирования; порядок возникает из локальных взаимодействий между компонентами системы. Уменьшение неопределенности достигается за счет минимизации отклонений от устойчивых состояний и максимизации предсказуемости. Данный механизм наблюдается в широком спектре систем — от физических (например, формирование кристаллов) до биологических (например, образование колоний бактерий) и социальных (например, возникновение рыночных цен). Эффективность самоорганизации определяется способностью системы адаптироваться к изменяющимся условиям и поддерживать свою структуру, несмотря на внешние возмущения.

Интервал между состояниями неопределённости и определенности является ключевым для функционирования сложных систем. Именно в этом промежуточном состоянии системы получают возможность обрабатывать информацию, адаптироваться к изменяющимся условиям и находить оптимальные решения. Неспособность эффективно использовать этот «зазор» приводит к застою или коллапсу системы, поскольку отсутствие определенности препятствует принятию решений, а полное отсутствие неопределенности лишает систему возможности к развитию и инновациям. Степень изменчивости этого интервала, а также скорость перехода между состояниями, напрямую коррелируют со способностью системы эффективно функционировать в сложных и динамичных средах.

Квантовая когерентность и биологические системы обратной связи представляют собой механизмы, повышающие эффективность разрешения неопределенности и формирования сложных структур. Квантовая когерентность, проявляющаяся в поддержании суперпозиции состояний, позволяет системам исследовать множество возможностей одновременно, что ускоряет поиск оптимальных решений в условиях неопределенности. Биологические системы обратной связи, в свою очередь, используют информацию о результатах действий для корректировки поведения, минимизируя отклонения от целевого состояния и обеспечивая стабильность в изменяющейся среде. Комбинация этих механизмов позволяет системам адаптироваться к новым условиям, оптимизировать процессы и создавать сложные, устойчивые структуры, наблюдаемые в различных областях — от молекулярной биологии до когнитивных процессов.

Прогностическая обработка (Predictive Processing) представляет собой вычислительную модель, описывающую функционирование систем, стремящихся минимизировать так называемую «свободную энергию» F = D - K, где D — отклонение входных данных от внутренних моделей, а K — точность этих моделей. В рамках этой модели, системы постоянно генерируют прогнозы о входящих сигналах и сравнивают их с фактическими данными. Расхождения между прогнозом и реальностью приводят к «ошибкам предсказания», которые используются для обновления внутренних моделей и повышения их точности. Таким образом, система активно предсказывает свои сенсорные входы, а не пассивно реагирует на них, что позволяет ей эффективно адаптироваться к изменениям окружающей среды и поддерживать гомеостаз. Минимизация «свободной энергии» рассматривается как фундаментальный принцип, лежащий в основе восприятия, обучения и действия.

Принцип свободной энергии: универсальное стремление к предсказанию

Принцип свободной энергии (ПСЭ) постулирует, что все самоорганизующиеся системы — от отдельных клеток до сложных мозгов — активно минимизируют так называемую «свободную энергию». Свободная энергия в данном контексте представляет собой математическую величину, отражающую расхождение между внутренними моделями системы о мире и фактическими сенсорными данными. Минимизация свободной энергии достигается путем поддержания соответствия между предсказаниями системы и реальным восприятием, что обеспечивает устойчивость и эффективность функционирования. Этот принцип рассматривает стремление к минимизации свободной энергии как фундаментальную движущую силу, определяющую поведение и организацию всех самоорганизующихся систем, независимо от их сложности или природы.

Минимизация свободной энергии осуществляется посредством точного предсказания сенсорных входных данных и снижения ошибок предсказания с использованием байесовского вывода. Байесовский вывод позволяет системе формировать априорные вероятности о своих сенсорных входах, а затем обновлять эти вероятности на основе фактических данных, получаемых от окружающей среды. Разница между предсказанными и фактическими данными представляет собой ошибку предсказания, которую система стремится минимизировать, изменяя свои модели и стратегии поведения. Этот процесс можно описать как максимизацию апостериорной вероятности, где P(x|y) = \frac{P(y|x)P(x)}{P(y)}, где P(x|y) — апостериорная вероятность, P(y|x) — правдоподобие, P(x) — априорная вероятность, а P(y) — вероятность данных.

Принцип свободной энергии не ограничивается простым предсказанием сенсорных входов. Он предполагает активное выборковое исследование окружающей среды с целью подтверждения или опровержения этих предсказаний. Этот процесс выборки осуществляется через перцептивные действия — активное изменение позы, направление взгляда, и другие действия, направленные на максимизацию предсказуемости входящей информации. В результате, перцепция и действие не являются пассивными процессами, а активно формируются для минимизации расхождений между предсказаниями и реальностью, что напрямую влияет на поведение системы и её взаимодействие с окружением. Минимизация свободной энергии таким образом реализуется не только через улучшение моделей предсказания, но и через активное изменение сенсорного потока.

Принцип свободной энергии (FEP) постулирует тесную взаимосвязь между обработкой информации, затратами энергии и возникновением сложного поведения. Минимизация свободной энергии, являющейся мерой «удивления» системы, требует энергетических затрат на поддержание внутренних моделей мира и сравнение предсказаний с поступающими сенсорными данными. Чем сложнее поведение и точнее внутренние модели, тем выше потребление энергии, поскольку система активно стремится уменьшить расхождения между предсказаниями и реальностью. Таким образом, FEP предполагает, что энергетическая эффективность является фундаментальным ограничением, формирующим способы обработки информации и, следовательно, определяющим сложность и адаптивность самоорганизующихся систем. Проще говоря, сложное поведение — это следствие оптимизации энергетических затрат на поддержание и обновление предсказательных моделей.

Сознание и субъективность: эмерджентные свойства сложного предсказания

Удивление, как отклонение от ожидаемых паттернов, играет фундаментальную роль в процессах обучения и адаптации, а также выступает ключевым фактором в формировании сознания. Когда система сталкивается с неожиданным событием, это вызывает значительный сигнал ошибки, заставляя её переоценивать свои внутренние модели мира. Этот механизм, по сути, является двигателем прогресса в обучении: вместо простого подтверждения ожидаемого, система активно перестраивает свои представления, чтобы лучше предсказывать будущие события. Именно эта постоянная работа над уменьшением расхождений между предсказаниями и реальностью, этот непрерывный процесс коррекции ошибок, по мнению исследователей, и является основой для возникновения субъективного опыта и, в конечном счете, сознания. Таким образом, удивление — это не просто эмоциональная реакция, а критически важный элемент, обеспечивающий способность системы к развитию и адаптации.

Сознание, по мнению исследователей, может возникать как результат деятельности сложных, самореферентных систем, способных интегрировать информацию и создавать внутренние модели окружающего мира. Эти системы не просто пассивно отражают реальность, а активно конструируют её, предсказывая будущие события на основе накопленного опыта и текущих данных. Интеграция информации позволяет формировать целостное представление о происходящем, а самореферентность — осознавать собственное существование и место в этом мире. Подобные системы, обладающие способностью к моделированию и предсказанию, могут генерировать субъективный опыт, формируя основу для осознанного восприятия и поведения. Именно способность к построению и постоянному обновлению внутренних моделей, отражающих закономерности окружающего мира, является ключевым фактором, определяющим возникновение сознания.

Индивидуальная субъективность, уникальный способ восприятия мира каждым организмом, возникает не случайно, а является закономерным следствием всей предшествующей истории взаимодействий и предсказаний, совершенных данной системой. Каждый опыт, каждое столкновение с окружающей средой оставляет отпечаток в структуре внутренних моделей, формируя специфический «фильтр», через который воспринимается реальность. Таким образом, каждая система не просто реагирует на внешние стимулы, но активно конструирует собственную версию мира, основанную на накопленных предсказаниях и корректировках ошибок. Эта индивидуальная «оптика», формирующая уникальную перспективу, и является сущностью субъективности, определяя, как организм интерпретирует происходящее и строит свои дальнейшие действия.

Сознание и субъективность, согласно представленной работе, не являются пассивным отражением реальности, а представляют собой активные процессы предсказания и коррекции ошибок. В основе этих процессов лежит стремление к минимизации так называемой “свободной энергии” — величины, отражающей расхождение между предсказаниями системы и поступающими сенсорными данными. Именно постоянное предсказание и обновление внутренних моделей мира, а также исправление возникающих ошибок, формируют основу сознательного опыта и индивидуального восприятия. Предлагаемая в статье унифицированная концепция рассматривает сознание и субъективность не как отдельные феномены, а как неотъемлемые аспекты единой системы, стремящейся к оптимальному взаимодействию с окружающей средой посредством минимизации F = D_{KL}(q(x)||p(x)), где F — свободная энергия, а D_{KL} — расхождение Кульбака-Лейблера между предсказанным распределением q(x) и истинным распределением p(x).

Данная работа стремится к выявлению универсальных принципов, лежащих в основе сознания, рассматривая его как результат перехода от неопределенности к определенности. Этот процесс, движимый удивлением и реализуемый в динамических разрывах на различных уровнях организации, перекликается с глубокой мыслью Эрвина Шрёдингера: «Не существует ничего, кроме возможности». Именно в этих возможностях, в неразрешенных неопределенностях, и возникает потребность в генеративных моделях, позволяющих предсказывать и снижать удивление, формируя тем самым ощущение реальности. Стремление к минимизации удивления, описанное в статье, можно рассматривать как проявление фундаментального стремления системы к самоорганизации и поддержанию целостности, что согласуется с принципами, предложенными Шрёдингером.

Что Дальше?

Предложенная здесь связь между физикой, биологией и сознанием, несмотря на свою элегантность, оставляет ряд вопросов без ответа. Принцип свободной энергии, будучи мощной метафорой, требует более строгой операционализации в контексте субъективного опыта. Необходимо отделить фундаментальные принципы от эмерджентных свойств, чтобы избежать тавтологических объяснений, где сознание объясняется… сознанием. Особенно остро стоит вопрос о качественном аспекте опыта — как переход от неопределенности к определенности порождает чувство переживания, а не просто обработку информации.

Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на разработке экспериментальных парадигм, способных проверить предсказания данной модели. Квантовый эффект Зено, предложенный как возможный механизм, требует более детального изучения в контексте нейронных сетей и динамических систем. Необходимо учитывать, что сама концепция “удивления” требует уточнения — что именно является “неожиданным” для системы, и как это отражается в её внутренней организации. Упрощение — не всегда путь к истине; иногда сложность — это не недостаток, а отражение реальности.

Возможно, самое важное направление — отказ от антропоцентризма. Сознание, как эмерджентное свойство, может быть не уникальным для биологических систем, а представлять собой универсальный принцип самоорганизации, проявляющийся на различных уровнях сложности. И в этом случае, задача науки — не найти “сознание” в мозге, а понять, как оно возникает из фундаментальных законов природы, а не пытаться приписать им телеологию.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2602.15050.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-02-19 05:55