Теория интегральной информации

Наш мозг — самый сложный объект в исследованной части Вселенной; и человеческое сознание — удивительный феномен, связанный с ним. Научное объяснение природы сознания — «синия птица» учёных ХХ-го века, может стать реальным в ХХI-ом.Начальное представление о различных моделях сознания можно получить по этой статье. Пару лет назад я случайно познакомился с книгой талантливого нейробиолога и психиатра Джулио Тонони «Ф (фи) — Путешествие от мозга к душе». Эта блестящий пример научно-популярной литературы, сочетающий изложение известных идей, оригинальный сюжет и знакомство с новой гипотезой самого Тонони. С начала 2000-х годов он с коллегами активно разрабатывает теорию интегральной информации, которая успешно отвечает на «вечные» вопросы:

  • Как связаны мозг и сознание?
  • Есть ли оно у животных?
  • Это качественный или количественный феномен?
  • Могут ли неживые системы осознавать окружающее?
  • Что ждёт сознание после смерти тела?

Книга Тонони и статьи его команды выложены здесь.

Далее постепенно буду размещать краткий перевод базовой статьи «Consciousness as Integrated Information:
a Provisional Manifesto«.

Представьте себе светодиод, реагирующий только на наличие или отсутствие освещения. При каждом акте «сознания» он генерирует 1 бит информации (2 альтернативы, H=log_2(2)=1). Если человеку показывать то светлый, то тёмный экран,  его сознание будет делать выбор отнюдь не из двух, а из чудовищного количества альтернатив. Только уровней освещенности мы различаем порядка сотни ; а еще цвета (сотни тысяч); а еще структура светового поля, контекст ситуации и т.д. и т.п. Итак, сознание должно генерировать много информации.

Но это — недостаточный критерий. Возьмём матрицу из миллиарда светодиодов, каждый из которых различает миллионы оттенков цвета (это совершенно реально). Информация, генерируемая ею, будет достаточно велика. Сделав заказ для китайской промышленности, можно соорудить матрицу размером в сотни километров, каждый диод которой будет различать триллионы уровней освещенности и цветности. Формально по инфо-генерации она превзойдёт человеческий мозг. Но возникнет ли у неё сознание? А если нет (как уверен каждый), то почему?!

Джулио Тонони предложил гениальный ответ на этот вопрос. Введём понятие интегральной информации (ИИ); она генерируется сложной системой сверх и дополнительно к тому, что генерируют отдельные части. ИИ диодной матрицы равна нулю, т.к. она не производит никакой информации в дополнение к той, что дают отдельные элементы в сумме. Если мы заменим светочуствительные элементы на логические, состояние которых определяется как внешими условиями, так и связями с другими частями, то мы получим нечто вроде сложной процессорной архитектуры.
ИИ такой системы будет достаточно высока; и согласно Тонони, можно считать, что она обладает некоторым уровнем сознания.