現実に対する進化論的議論

私たちは日常生活を送っていると、視覚、音、質感、味などの知覚が現実世界の正確な描写であると思い込みがちです。確かに、立ち止まって考えてみると、または知覚的錯覚にだまされていることに気付いたとき、私たちが知覚するのは直接世界ではなく、その世界がどのようなものであるかについての私たちの脳の最良の推測であることに衝撃を受けて気づきます。外部現実の内部シミュレーションの一種。それでも、私たちのシミュレーションはかなりまともなものであるという事実に頼っています.もしそうでなかったら、進化は今頃私たちを淘汰していたのではないでしょうか?本当の現実は私たちの手の届かないところに永遠にあるかもしれませんが、私たちの感覚は、少なくともそれが実際にどのようなものかを感じさせてくれます.

そうではない、とカリフォルニア大学アーバイン校の認知科学教授ドナルド・D・ホフマンは言う。ホフマンは過去 30 年間、知覚、人工知能、進化ゲーム理論、脳を研究してきましたが、彼の結論は劇的なものです。つまり、知覚によって提示される世界は現実とはまったく異なります。さらに、この壮大な錯覚のおかげで進化自体が進化している、と彼は言います。なぜなら、それは真実を絶滅に追いやることによって、進化の適合性を最大化するからです.

現実の性質についての疑問を解決し、観測されたものから観測者を解きほぐすことは、神経科学と基礎物理学の境界にまたがる試みです。一方では、通常の物理法則にすぎない 3 ポンドの灰白質の塊がどのようにして一人称意識体験を生み出すことができるのかを理解しようと、研究者が顎を痛めつけているのを目にするでしょう。これは、適切な名前の「難しい問題」です。

反対側の量子物理学者は、私たちが意識のある人間であるか無生物の測定装置であるかにかかわらず、私たちがそれらを観察するまで、量子システムが空間に局在する明確なオブジェクトのようには見えないという奇妙な事実に驚嘆しています。通常のオブジェクトを構成する粒子が客観的で観察者に依存しない存在を持っていると仮定すると、間違った答えが得られることが、実験に次ぐ実験で示されました。これは常識に反しています。量子物理学の中心的な教訓は明らかです。既存の空間に公共のオブジェクトが座っているわけではありません。物理学者のジョン・ウィーラーが言ったように、「通常の状況下では、世界は私たちから独立して『そこに』存在すると言うのは有益ですが、その見解はもはや支持されません。」

そのため、神経科学者は一人称の現実がどのように存在し得るかを理解するのに苦労していますが、量子物理学者は以外がどのように存在するのかという謎に取り組む必要があります。 一人称の現実。つまり、すべての道はオブザーバーに戻ります。そして、そこにホフマンがいます — 境界をまたぎ、観察者の数学的モデルを試み、幻想の背後にある現実に到達しようとしています. クォンタ マガジン 詳細を確認するために彼に追いつきました。会話の編集および要約版が続きます。

QUANTA MAGAZINE:ダーウィンの進化論は、私たちの認識が現実を正確に反映しているという議論としてよく使われます。彼らはこう言います。ヤシの木だと思って本当にトラだったら困ります。」

ドナルド・ホフマン:そうですね。古典的な議論は、より正確に見た祖先は、より正確に見えなかった人々よりも競争上の優位性を持っていたため、より正確な認識をコードする遺伝子を受け継ぐ可能性が高いというものです。私たちは正確に見た人々の子孫であると確信しているので、正確に見ることができます.それは非常にもっともらしいですね。しかし、私はそれは完全に間違っていると思います。それは進化についての基本的な事実を誤解しています。それは適応度関数に関するものであるということです。つまり、特定の戦略が生存と繁殖の目標をどれだけうまく達成できるかを表す数学関数です。数理物理学者の Chetan Prakash は、私が考案した次のような定理を証明しました。自然淘汰による進化によれば、現実をあるがままに見る生物は、現実をまったく見ていないが単に調整されているだけの同じ複雑さの生物よりも適合することはありません。フィットネス。決して。

あなたはこれを示すためにコンピュータ シミュレーションを行いました。例を挙げていただけますか?

実際に水のような資源があり、そこにどれだけの量があるかを客観的な順序で定量化できるとします — 非常に少ない水、中量の水、多量の水.ここで、フィットネス関数が線形であると仮定します。少量の水でわずかなフィットネスが得られ、中程度の水で中程度のフィットネスが得られ、大量の水で多くのフィットネスが得られます。世界は勝つことができますが、それはフィットネス関数がたまたま現実の真の構造と一致しているからです。一般的に、現実の世界では、決してそうではありません。はるかに自然なものは釣鐘曲線です。たとえば、水が少なすぎると喉が渇いて死にますが、水が多すぎると溺れ、その間のどこかだけが生存に役立ちます。これで、フィットネス関数は現実世界の構造と一致しなくなりました。そして、それは真実を絶滅に追いやるのに十分です。たとえば、フィットネスに合わせて調整された生物は、少量および大量のリソースを赤色で認識して低いフィットネスを示し、中間の量を緑色で認識して高いフィットネスを示す場合があります。その認識はフィットネスに合わせて調整されますが、真実には調整されません。大小の区別はなく、実際には赤だけが見えますが、実際にはそのような区別があります。

しかし、偽りの現実を見ることが生物の生存にどのように役立つのでしょうか?

過去 30 年または 40 年間しか利用できなかった比喩があります。それがデスクトップ インターフェイスです。コンピューターのデスクトップの右下隅に青い長方形のアイコンがあるとします。これは、ファイル自体が青色の長方形で、コンピューターの右下隅にあるということですか?もちろん違います。しかし、デスクトップ上のあらゆるものについて断言できるのは、色、位置、形だけです。これらは利用可能な唯一のカテゴリですが、ファイル自体やコンピューター内の何かについてはどれも当てはまりません。それらはおそらく真実ではありません。それは興味深いことです。現実の全体像がデスクトップに限定されている場合、コンピューターの内部を正確に説明することはできません。それでも、デスクトップは便利です。この青い四角形のアイコンは私の行動を導き、私が知る必要のない複雑な現実を隠しています。それが重要なアイデアです。進化は、私たちが生き残ることを可能にする認識で私たちを形作りました。それらは適応行動を導きます。しかし、その一部には、私たちが知る必要のないことを私たちから隠すことも含まれます.そして、それが現実のほとんどすべてです。現実が何であれ。もしあなたがそれを理解するのにずっと時間を費やさなければならなかったなら、トラがあなたを食べてしまうでしょう.

つまり、私たちが目にするものはすべて 1 つの大きな錯覚なのですか?

私たちは生き続けるための認識を持つように形作られているので、それらを真剣に受け止めなければなりません。ヘビだと思うものを見ても、手に取りません。電車が見えても前に出ない。私は生き続けるためにこれらのシンボルを進化させてきたので、真剣に受け止めなければなりません。しかし、それを真剣に受け止める必要がある場合、文字通りに受け止めなければならないと考えるのは論理的な欠陥です。

ヘビがヘビではなく、電車が電車ではない場合、それらは何ですか?

ヘビや列車は、物理学の粒子のように、客観的で観察者に依存しない特徴を持っていません。私が見ているヘビは、私の行動のフィットネスの結果を知らせるために私の感覚システムによって作成された説明です.進化は、最適な解決策ではなく、受け入れられる解決策を形作ります。ヘビは、ある状況でどのように行動するかを教えてくれるという問題に対する容認できる解決策です。私のヘビと列車は私の精神的な表現です。あなたのヘビと列車はあなたの精神的な表現です.

これらのアイデアに興味を持ったきっかけは何ですか?

10代の頃、私は「私たちは機械なのか?」という質問にとても興味を持っていました。私の科学の読書は、私たちがそうであることを示唆していました。しかし、私の父は牧師で、教会では私たちはそうではないと彼らは言っていました。だから私は自分でそれを理解する必要があると決めました.これは一種の重要な個人的な質問です — もし私が機械なら、それを見つけたいです!そうでない場合は、知りたいのですが、機械を超えた特別な魔法は何ですか? 1980 年代になると、私は MIT の人工知能研究所に行き、機械の知覚に関する研究を行いました。視覚研究の分野は、特定の視覚能力の数学的モデルの開発において新たな成功を収めていました。それらは共通の数学的構造を共有しているように見えることに気づいたので、それらすべて、おそらくすべての可能な観察モードを包含する観察のための正式な構造を書き留めることができるのではないかと考えました。私はアラン・チューリングに部分的に触発されました。彼がチューリング マシンを発明したとき、彼は計算の概念を考え出そうとしていました。そして、その単純な形式主義は、計算科学の基礎です。そこで私は、観察の科学に同様に単純で正式な基礎を提供できないかと考えました.

意識の数学モデル。

それは正しい。私の直感は、意識的な経験があるということでした。私は痛み、味、匂い、すべての感覚経験、気分、感情などを持っています。だから私はただ言いたいのです：この意識構造の一部は、可能なすべての経験のセットです.経験をしていると、その経験に基づいて、自分のしていることを変えたいと思うかもしれません。そのため、自分が実行できる可能性のあるアクションのコレクションと、自分の経験に基づいて自分の行動を変えることができる決定戦略が必要です。それが全体の基本的な考え方です。スペース X があります 経験のスペース G アクションの数、アルゴリズム D 自分の経験に基づいて新しいアクションを選択できるようにします。それから私はWを仮定しました 確率空間でもある世界の場合。どういうわけか、世界は私の知覚に影響を与えるので、知覚マップがあります P 世界から自分の経験へ、そして私が行動するとき、私は世界を変えるので、マップ A があります 行動の空間から世界へ。それが全体の構造です。 6 つの要素。主張は次のとおりです。これが意識の構造です。私はそれを世に出して、人々が何かを狙えるようにしました。

しかし、W がある場合、外の世界があると言っているのですか?

これがその驚くべきことです。私は W を引くことができます モデルの外に出て、その場所に意識のあるエージェントを貼り付けて、意識のあるエージェントの回路を取得します。実際、任意の複雑さのネットワーク全体を持つことができます。それが世界です。

Quanta Magazine の David McNew 氏

世界は他の意識的なエージェントにすぎないのですか?

私はそれを意識的なリアリズムと呼んでいます。興味深いことに、私は 2 つの意識のあるエージェントを取り上げて相互作用させることができ、その相互作用の数学的構造も意識のあるエージェントの定義を満たしています。この数学は私に何かを語っています。私は二つの心を持っていて、それらは新しい統一された単一の心を生み出すことができます。これが具体的な例です。私たちの脳には 2 つの半球があります。しかし、脳梁を完全に切断する分割脳手術を行うと、2つの別々の意識の明確な証拠が得られます。そのスライスが起こる前に、単一の統一された意識があったように見えました.したがって、単一の意識のあるエージェントが存在することはあり得ないことではありません。それでも、意識のあるエージェントが 2 つあります。私はそれを予期していませんでした.数学は私にこれを認識させました.それは、私が別々のオブザーバーを取り、それらを組み合わせて新しいオブザーバーを作成し、これを無限に続けることができることを示唆しています.ずっと意識のあるエージェントです。

それが意識的なエージェントであり、すべてが一人称視点である場合、科学はどうなりますか?科学は常に第三者による世界の記述でした。

私たちが行っているのは公にアクセス可能なオブジェクトを測定することであるという考え、客観性はあなたと私がまったく同じ状況で同じオブジェクトを測定して同じ結果を得ることができるという事実から生じるという考え - それは量子力学から非常に明らかですアイデアは行かなければなりません。物理学は、公共の物理的オブジェクトが存在しないことを示しています。どうしたの？これが私がそれについて考える方法です。私はあなたと私の頭痛について話すことができますし、私はあなたと効果的にコミュニケーションをとっていると信じています。リンゴと月と太陽と宇宙も同じです。自分の頭痛があるように、自分の月があります。しかし、私はそれが私のものと関連して似ていると思います.これは誤りである可能性がある仮定ですが、それが私のコミュニケーションの源であり、公共の物理的オブジェクトと客観的科学に関して私たちができる最善のことです.

神経科学や心の哲学の分野で基礎物理学について考えている人は多くないようです。それは、意識を理解しようとする人々にとってつまずきだったと思いますか?

されていると思います。彼らは基礎物理学の進歩を無視しているだけでなく、しばしばそれについて明確に述べています。彼らは、量子物理学は意識に因果関係がある脳機能の側面とは関係がないと公然と言うでしょう。彼らは、それが観察者から独立して存在する神経活動の古典的な特性でなければならないことを確信しています - スパイク率、シナプスでの接続強度、おそらく動的特性も同様です.これらはすべて、時間が絶対であり、物体が絶対に存在するというニュートン物理学の下での非常に古典的な概念です。そして、[神経科学者] は、なぜ進歩しないのか不思議に思っています。彼らは、物理学がもたらした信じられないほどの洞察とブレークスルーを利用していません。これらの洞察は私たちが使用するためにそこにありますが、それでも私のフィールドは次のように述べています。私たちは物理学において 300 年遅れをとることになります。」

彼らは、ロジャー ペンローズやスチュアート ハメロフのモデルのようなものに反応しているのではないかと思います。このモデルでは、まだ物理的な脳があり、まだ宇宙に存在していますが、量子的な偉業を実行していると思われます。対照的に、あなたはこう言っているのです。「ほら、量子力学は、『宇宙』に存在する『物理的なもの』の概念そのものに疑問を抱く必要があることを私たちに教えています。」

それは絶対にそうだと思います。神経科学者は、「そのような種類の量子プロセスを呼び出す必要はありません。ニューロン内で量子波動関数が崩壊する必要はありません。古典物理学を使用して、脳内のプロセスを記述することができます」と言っています。私は、量子力学のより大きな教訓を強調しています。ニューロン、脳、空間…これらは私たちが使用する単なる記号であり、現実のものではありません。量子魔法を行う古典的な脳があるというわけではありません。それは、脳がないということです！量子力学は、脳を含む古典的な物体は存在しないと言います。したがって、これは現実の性質に関するはるかに急進的な主張であり、脳が巧妙な量子計算を実行することは関係ありません。そのため、ペンローズでさえ十分に取り組んでいません。しかし、私たちのほとんどは生まれながらの現実主義者です。私たちは生まれながらの物理主義者です。これは、手放すのが本当に、本当に難しいものです。

あなたが 10 代の頃に始めた質問に戻りますが、私たちは機械ですか?

私が開発してきた意識のあるエージェントの形式理論は、計算的に普遍的です。その意味で、それは機械理論です。そして、その理論が計算的に普遍的であるため、認知科学とニューラル ネットワークのすべてを元に戻すことができます。それにもかかわらず、今のところ私は私たちが機械であるとは考えていません。その理由の 1 つは、数学的表現と表現されているものを区別しているからです。意識的な実在論者として、私は意識的な経験を世界の最も基本的な構成要素である存在論的プリミティブとして仮定しています。私は、経験が領域の真のコインであると主張しています。日常生活の経験 — 私の本当の頭痛の感覚、私のチョコレートの本当の味 — それは本当に現実の究極の性質です.