Почти 50 лет назад лауреат Нобелевской премии физик Филип Уоррен Андерсон написал статью «Больше — это другое» в журнале Science. В ней он рассматривал новую концепцию — эмерджентность. В отличие от редукционизма, эмерджентность утверждает, что все явления можно объяснить до тех пор, пока не достигнут нового уровня сложности, когда все меняется. Мы решили разобраться, что такое эмерджентность и почему сознание в контексте этого явления представляет особый интерес исследователей. 

Что такое эмерджентность

Представьте улей, где каждая пчела, занятая своим делом, в совокупности с другими создает сложное общество с уникальными механизмами общения и координации. Такое явление, когда простые элементы взаимодействуют и порождают нечто гораздо более сложное, называется эмерджентностью.

Эмерджентность присутствует в разных областях — от движения звездных систем до сложных компьютерных программ. Это явление помогает понять, как отдельные части могут совместно работать, создавая результат, который превосходит их индивидуальные функции. В мире, где все взаимосвязано, знание об эмерджентности помогает лучше понимать окружающую среду и раскрывать потенциал систем, с которыми мы постоянно сталкиваемся.

Эмерджентность — это явление, когда в системе возникают новые свойства или поведение, которые не характерны для отдельных ее компонентов. При взаимодействии простых элементов в рамках более крупной системы могут проявиться неожиданные результаты.

В диаграмме есть два уровня.

• Уровень I. Базовый уровень, представленный отдельными кругами. Каждый круг символизирует элемент, который сам по себе не проявляет возникающего свойства. Однако, когда эти элементы взаимодействуют друг с другом, появляется новая характеристика или особенность.

• Уровень II: На втором уровне зафиксировано свойство, которое возникает из взаимодействий на Уровне I. Оно зависит от контекста и определяется такими факторами, как степень детализации описания, используемый язык и намерение различать регулярные паттерны и случайность. Свойство связано с определенным набором данных, обозначенным как «x», и вероятностным распределением «P», которое порождает эти данные.

Формы эмерджентности

Слабая эмерджентность характеризует ситуации, когда сложные явления или поведенческие модели проистекают из базовых процессов. При этом если у нас есть полное понимание основных компонентов, то такие явления в теории можно предсказать. Например, образование волн на поверхности воды. Несмотря на то, что коллективное взаимодействие молекул воды приводит к формированию волн, знание свойств каждой молекулы может теоретически позволить нам предсказать их появление.

Сильная эмерджентность рассматривает принципиально новые явления, которые нельзя предсказать, независимо от того, сколько мы знаем о процессах, лежащих в их основе. Это более радикальная форма эмерджентности, когда возникающие в результате свойства или поведение не просто удивительны, но и необъяснимы с точки зрения компонентов системы.

Сознание в контексте эмерджентности

Сознание со всеми его глубокими уровнями восприятия, чувств и самоосмысления давно стоит в центре внимания исследователей. В контексте эмерджентности оно представляет собой уникальный объект изучения, порождая вопросы, которые сложно объяснить или классифицировать традиционными методами.

Чем отличается сознание от других явлений

Многие явления в мире природы поняты через призму слабой эмерджентности. Например, метаболизм и репродукцию можно рассматривать как результат сложных биологических и химических взаимодействий. Однако сознание не поддается такой прямолинейной классификации. Даже при полном понимании нейронных хитросплетений мозга субъективный опыт сознания остается загадкой. Из огромной сложности мозга возникает нечто глубоко уникальное — феномен сознательного опыта.

Витализм и сознание

Витализм предполагает, что живые организмы одушевлены особой «жизненной силой», которая отличается от всех известных физических или химических сил. Такая точка зрения была распространена до появления современных представлений о ДНК и клеточной биологии. Подобно тому, как витализм в конце концов был вытеснен более механистическим пониманием жизни, некоторые предполагают, что наши взгляды на сознание могут претерпеть аналогичную эволюцию. Но сознание пока нельзя свести к простым механизмам или процессам.

Эксперимент «Кремниевый мозг»

Представьте себе сценарий, в котором человеческий мозг, состоящий из сотни миллиардов нейронов, подвергается трансформации. В этом эксперименте каждый нейрон методично заменяется кремниевым чипом, призванным в точности имитировать функции своего биологического аналога. По мере развития этого процесса возникают вопросы:

• что произойдет с сознанием;

• уменьшится ли сознательный опыт человека, когда будет интегрирована часть кремниевых чипов;

• будет ли человек чувствовать дезориентацию, возможно, схожую с состоянием опьянения, даже если его внешнее поведение останется неизменным.

Те, кто скептически относится к способности кремния вмещать в себя сознание, утверждают, что на каком-то этапе этого перехода сознание либо резко исчезнет, либо будет постепенно ослабевать. Для наблюдателя человек может выглядеть совершенно нормально, вести беседу и совершать обычные действия. Однако внутренне он может испытывать проблемы с самосознанием, испытывать глубокую внутреннюю пустоту или полубессознательное состояние.

Однако если мозг, дополненный кремнием, сохраняет полное сознание на протяжении всего эксперимента, то это позволяет сделать вывод: сознание может быть не привязано к биологическому материалу нейронов. Напротив, оно может зависеть от сложных паттернов, организации и динамики, которые они формируют. Этот эксперимент подчеркивает идею о том, что сущность сознания может быть связана с архитектурой и взаимодействием системы, а не с конкретной средой, в которой она функционирует.

Опасность двусмысленности и последствия для философии

Слабая эмерджентность поддерживает материалистическую точку зрения, которая предполагает, что явления более высокого уровня можно понять путем изучения их базовых компонентов. Например, биологические процессы, несмотря на их сложность, можно свести к химическим взаимодействиям. 

Сильная эмерджентность, напротив, ставит материализм под сомнение. Сознание, как яркий пример сильной эмерджентности, представляет собой явление, которое, по-видимому, возникает из организации мозга, но не может быть полностью сведено к его физическим процессам. Это различие между слабой и сильной эмерджентностью может радикально изменить понимание природы реальности.

Эмерджентность в искусственном интеллекте

Понятие эмерджентности простирается далеко за рамки естественных явлений или философских размышлений. В сфере искусственного интеллекта эта концепция становится ключевой для понимания способностей и действий сложных моделей ИИ. Недавние исследования в области эмерджентных способностей масштабных языковых моделей вызвали живой резонанс в научном сообществе.

Исследование «Возникающие рассуждения по аналогии в больших языковых моделях», опубликованное в Nature, предполагает, что такие модели могут демонстрировать рассуждения, которым они не были прямо обучены. Однако другое исследование из Стэнфорда, о котором пишет Vice, ставит под сомнение этот вывод, предполагая, что эмерджентные способности могут быть иллюзией.

Эти дебаты отражают более обширные дискуссии о природе эмерджентности, подчеркивая важность глубокого понимания как природных, так и созданных человеком систем. По мере развития технологии ИИ понятие эмерджентности будет играть центральную роль в нашем понимании этих систем, их возможностей и воздействия на общество.