Nova teorija biološke kompjutacije mogla bi objasniti svest

Rasprava o svesti često deluje zamrznuto između dva ukorenjena stava. Sa jedne strane je kompjutacioni funkcionalizam, koji tretira kogniciju kao nešto što možete potpuno objasniti u terminnima apstraktne obrade informacija: postignite pravu funkcionalnu organizaciju (bez obzira na materijal na kom radi) i dobijate svest.

S druge strane je biološki naturalizam, koji insistira da je svest neodvojiva od distinktivnih svojstava živih mozgova i tela: biologija nije samo sredstvo za kogniciju, ona je deo onoga što kognicija jeste.

Preporučujemo

Svaki od ovih tabora prepoznaje nešto važno, ali ćorsokak u kom se nalaze sugeriše da nešto nedostaje.

U ovom radu se predlaže treći put: biološki kompjutacionalizam. Ideja namerno provocira, ali, smatraju autori, objašnjava. Tradicionalna kompjutaciona paradigma je slomljena, ili barem u ozbiljnom neskladu sa načinom na koji pravi mozgovi funkcionišu. Decenijama je bilo primamljivo pretpostavljati da mozgovi "računaju" otprilike na isti način kao konvencionalni kompjuteri: kao da je kognicija u suštini softver, koji radi na nervnom hardveru.

Međutim, mozgovi ne liče na Fon Nojmanove mašine, i ako ih tretiramo kao da liče – to nas prisiljava na nezgrapne metafore i krhka objašnjenja. Ako želimo ozbiljnu teoriju o tome kako mozgovi računaju i šta bi bilo potrebno za izgradnju umova u drugim supstratima, moramo pre svega proširiti značenje "kompjutacije".

Opisana biološka kompjutacija ima tri određujuća svojstva.

Prvo, ona je hibridna: kombinuje posebne događaje sa kontinuiranom dinamikom. Aktivnost neurona skače, sinapse oslobađaju neurotransmitere, i mreže ispoljavaju tranzicije nalik događajima, ali je sve ovo ugrađeno u evoluirajuća polja napona, hemijskih gradijenata, jonske difuzije i vremenski varirajuće provodnosti. Mozak nije potpuno digitalan, ali nije ni samo analogna mašina. To je slojevit sistem u kom kontinuirani procesi oblikuju posebne događaje, a posebni događaji preoblikuju kontinuirane sredine, u stalnoj povratnoj sprezi.

Drugo, ona je jedinstvena. U konvencionalnom računarstvu, možemo povući jasnu granicu između softvera i hardvera, ili između "funkcionalnog nivoa" i "nivoa implementacije". U mozgovima, ta odvojenost uopšte nije jasna. Ne postoji jasna granica gde možemo reći: ovo je algoritam, a ovo je fizički materijal koji ga realizuje. Kauzalna priča se proteže kroz više nivoa odjednom, od jonskih kanala do dendrita i sklopova i dinamike celog mozga, a nivoi se ne ponašaju kao modularni slojevi na gomili. Promena "implementacije" menja "kompjutaciju", pošto su u biološkim sistemima duboko isprepletene.

Treće, biološka kompjutacija je metabolički zasnovana. Mozak je organ sa ograničenom energijom i njegova organizacija odražava to ograničenje svugde. Ovo nije samo inženjerska fusnota; ovo oblikuje šta mozak može da predstavi, kako uči, koje dinamike su stabilne i kako su orkestrirani tokovi informacija. Tesno povezivanje širom nivoa nije slučajna složenost. U pitanju je strategija optimizacije energije: način da se proizvede snažna, adaptivna inteligencija pod ozbiljnim metaboličkim ograničenjima.

Ove tri osobine dovode do zaključka koji može biti neugodan ako smo navikli da razmišljamo u terminima klasičnog računarstva: kompjutacija u mozgu nije manipulacija apstraktnim simbolima. To nije samo preraspoređivanje predstava u skladu sa formalnim pravilima, dok je fizički medijum sveden na "puku implementaciju".

Umesto toga, u biološkoj kompjutaciji, algoritam je supstrat. Fizička organizacija ne samo da podupire kompjutaciju, ona je konstituiše. Ne samo da mozgovi izvode neki program, oni su posebna vrsta fizičkog procesa koji obavlja kompjutaciju odvijajući se u vremenu.

Ovo takođe naglašava ključno ograničenje u načinu na koji često govorimo o savremenoj veštačkoj inteligenciji. Trenutni sistemi, uprkos svojoj moći, uglavnom simuliraju funkcije. Kompjutacija je i dalje fundamentalno digitalna procedura izvršena na hardveru dizajniranom za vrlo drugačiji kompjutacioni stil.

Mozak, s druge strane, predstavlja kompjutaciju u fizičkom vremenu. Kontinuirana polja, jonski tokovi, dendritska integracija, lokalno oscilatorno povezivanje i nastajuće elektromagnetne interakcije nisu samo biološki "detalji" koje bismo mogli bezbedno ignorisati dok ekstrahujemo apstraktni algoritam. Ovo su kompjutacione primitive sistema. To su mehanizmi pomoću kojih mozak postiže integraciju, otpornost i adaptivnu kontrolu u realnom vremenu.

Ne znači da je svest magično ekskluzivna za život zasnovan na ugljeniku. Ovo nije argument "biologija ili ništa". Ako svest (ili kognicija nalik umu) zavisi od ovakve kompjutacije, onda bi mogla zahtevati kompjutacionu organizaciju u biološkom stilu, čak i ako je implementirana u novim supstratima.

Drugačije rečeno, ključno pitanje nije da li je supstrat bukvalno biološki, već da li sistem instancira odgovarajuću klasu hibridnog, jedinstvenog, metabolički (ili, opštije, energetski) utemeljene kompjutacije.

Ovaj pomak menja metu svakog ko je zainteresovan za sintetičke umove. Ako je kompjutacija u mozgu neodvojiva od načina na koji je fizički realizovana, onda skaliranje same digitalne AI možda neće biti dovoljno. Ne zato što digitalni sistemi ne mogu postati sposobniji, već zato što je sposobnost samo deo priče. Temeljniji izazov je to što možda optimizujemo pogrešnu stvar: poboljšavamo algoritme, dok kompjutacionu ontologiju u osnovi ostavljamo nedirnutu.

Biološki kompjutacionalizam sugeriše da bismo radi inženjeringa sistema zaista sličnih umu možda morali na napravimo nove vrste fizičkih sistema: mašine čije računanje nije uredno složeno u softver na hardveru, već distribuirano širom nivoa, dinamički povezano i zasnovano na ograničenjima fizike i energije u realnom vremenu.

Dakle, ako želimo nešto poput sintetičke svesti, problem možda nije u tome koji algoritam treba da pokrenemo. Problem je možda u tome koja vrsta fizičkog sistema mora postojati da bi taj algoritam bio neodvojiv od svoje dinamike. Koje su neophodne odlike (hibridne interakcije događaj-polje, povezivanje na više nivoa bez jasnih interfejsa, energetska ograničenja koja oblikuju zaključivanje i učenje) tako da kompjutacija nije apstraktni opis postavljen na vrh, već intrinsična osobina samog sistema?

Ovo je promena koju biološki kompjutacionalizam zahteva: prelazak sa potrage za pravim programom na potragu za pravom vrstom računarske materije.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)