Μια θεωρία της πραγματικότητας ως κάτι περισσότερο από το άθροισμα των μερών της

Στο έργο του του 1890, The Principles of Psychology , ο Γουίλιαμ Τζέιμς επικαλέστηκε τον Ρωμαίο και την Ιουλιέτα για να δείξει τι κάνει τα συνειδητά όντα τόσο διαφορετικά από τα σωματίδια που τα αποτελούν.

«Ο Ρωμαίος θέλει την Ιουλιέτα όπως τα ρινίσματα θέλουν τον μαγνήτη. και αν δεν παρέμβουν εμπόδια, κινείται προς το μέρος της με την ίδια ευθεία γραμμή όπως κι εκείνες», έγραψε ο Τζέιμς. «Αλλά ο Ρωμαίος και η Ιουλιέτα, αν χτιστεί ένας τοίχος ανάμεσά τους, μην παραμείνουν ανόητα να πιέζουν τα πρόσωπά τους στις απέναντι πλευρές του, όπως ο μαγνήτης και τα ρινίσματα. … Ο Ρωμαίος βρίσκει σύντομα έναν κυκλικό τρόπο, σκαλώνοντας τον τοίχο ή με άλλο τρόπο, να αγγίζει απευθείας τα χείλη της Ιουλιέτας.”

Ο Erik Hoel, ένας 29χρονος θεωρητικός νευροεπιστήμονας και συγγραφέας, παρέθεσε το απόσπασμα σε ένα πρόσφατο δοκίμιο στο οποίο παρουσίασε τη νέα του μαθηματική εξήγηση για το πώς προκύπτει η συνείδηση ​​και το πρακτορείο. Η ύπαρξη παραγόντων - όντων με προθέσεις και στοχευμένη συμπεριφορά - φαινόταν από καιρό σε βαθιά αντίφαση με την αναγωγική υπόθεση ότι όλη η συμπεριφορά προκύπτει από μηχανιστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωματιδίων. Η πρακτορεία δεν υπάρχει μεταξύ των ατόμων, και έτσι ο αναγωγισμός υποδηλώνει ότι οι παράγοντες δεν υπάρχουν καθόλου:ότι οι επιθυμίες και οι ψυχολογικές καταστάσεις του Ρωμαίου δεν είναι οι πραγματικές αιτίες των πράξεών του, αλλά απλώς προσεγγίζουν τις άγνωστα περίπλοκες αιτίες και αποτελέσματα μεταξύ των ατόμων του εγκέφαλος και περιβάλλον.

Η θεωρία του Hoel, που ονομάζεται «αιτιώδης εμφάνιση», απορρίπτει κατηγορηματικά αυτήν την αναγωγική υπόθεση.

«Η αιτιολογική εμφάνιση είναι ένας τρόπος να ισχυριστείς ότι η περιγραφή του πράκτορά σου είναι πραγματικά αληθινή», είπε ο Hoel, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Columbia που πρότεινε για πρώτη φορά την ιδέα με τη Larissa Albantakis και τον Giulio Tononi από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin, Madison. «Αν πείτε απλώς κάτι σαν, «Ω, τα άτομά μου με έκαναν να το κάνω» — καλά, αυτό μπορεί να μην είναι αλήθεια. Και μπορεί να μην είναι αλήθεια."

Χρησιμοποιώντας τη μαθηματική γλώσσα της θεωρίας της πληροφορίας, ο Hoel και οι συνεργάτες του ισχυρίζονται ότι δείχνουν ότι νέες αιτίες - πράγματα που παράγουν αποτελέσματα - μπορούν να αναδυθούν σε μακροσκοπικές κλίμακες. Λένε ότι οι χονδρόκοκκες μακροσκοπικές καταστάσεις ενός φυσικού συστήματος (όπως η ψυχολογική κατάσταση ενός εγκεφάλου) μπορούν να έχουν περισσότερη αιτιώδη ισχύ στο μέλλον του συστήματος από ό,τι μια πιο λεπτομερής, λεπτομερής περιγραφή του συστήματος. Οι μακροσκοπικές καταστάσεις, όπως οι επιθυμίες ή οι πεποιθήσεις, «δεν είναι απλώς συντομογραφία για τις πραγματικές αιτίες», εξήγησε ο Simon DeDeo, θεωρητικός της πληροφορίας και γνωστικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon και το Ινστιτούτο Santa Fe που δεν εμπλέκεται στην εργασία, «αλλά είναι στην πραγματικότητα μια περιγραφή των πραγματικών αιτιών και μια πιο λεπτομερής περιγραφή θα έλειπε πραγματικά αυτές τις αιτίες.»

"Για μένα, αυτός φαίνεται σαν ο σωστός τρόπος να μιλήσω γι 'αυτό", είπε ο DeDeo, "επειδή θέλουμε να αποδώσουμε αιτιακές ιδιότητες σε γεγονότα υψηλότερης τάξης [και] πράγματα όπως ψυχικές καταστάσεις."

Ο Hoel και οι συνεργάτες του έχουν αναπτύξει τα μαθηματικά πίσω από την ιδέα τους από το 2013. Σε ένα άρθρο του Μαΐου στο περιοδικό Entropy , ο Hoel τοποθέτησε την αιτιακή εμφάνιση σε μια πιο σταθερή θεωρητική βάση δείχνοντας ότι οι μακρο κλίμακες αποκτούν αιτιακή ισχύ με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, μαθηματικά, ότι οι κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων αυξάνουν την ποσότητα των πληροφοριών που μπορούν να σταλούν μέσω καναλιών πληροφοριών. Ακριβώς όπως οι κώδικες μειώνουν το θόρυβο (και επομένως την αβεβαιότητα) στα μεταδιδόμενα δεδομένα - η εικόνα του Claude Shannon το 1948 που αποτέλεσε το θεμέλιο της θεωρίας της πληροφορίας - ο Hoel ισχυρίζεται ότι οι μακροκαταστάσεις μειώνουν επίσης το θόρυβο και την αβεβαιότητα στην αιτιακή δομή ενός συστήματος, ενισχύοντας τις αιτιώδεις σχέσεις και καθιστώντας τη συμπεριφορά του συστήματος πιο ντετερμινιστικό.

«Νομίζω ότι είναι πολύ σημαντικό», είπε ο George Ellis, ένας Νοτιοαφρικανός κοσμολόγος που έχει επίσης γράψει για την αιτιότητα από πάνω προς τα κάτω στη φύση, για τη νέα εργασία του Hoel. Ο Έλις πιστεύει ότι η αιτιακή εμφάνιση θα μπορούσε να ευθύνεται για πολλά αναδυόμενα φαινόμενα όπως η υπεραγωγιμότητα και οι τοπολογικές φάσεις της ύλης. Συλλογικά συστήματα όπως σμήνη πουλιών και υπεροργανισμοί —ακόμα και απλές δομές όπως κρύσταλλοι και κύματα— ενδέχεται επίσης να παρουσιάζουν αιτιακή εμφάνιση, είπαν οι ερευνητές.

Η εργασία για την αιτιακή εμφάνιση δεν είναι ακόμη ευρέως γνωστή μεταξύ των φυσικών, οι οποίοι για αιώνες έχουν υιοθετήσει μια αναγωγική άποψη για τη φύση και απέφευγαν σε μεγάλο βαθμό την περαιτέρω φιλοσοφική σκέψη για το θέμα. Αλλά στις διεπαφές μεταξύ της φυσικής, της βιολογίας, της θεωρίας της πληροφορίας και της φιλοσοφίας, όπου εμφανίζονται γρίφοι, οι νέες ιδέες έχουν δημιουργήσει ενθουσιασμό. Η τελική χρησιμότητά τους στην εξήγηση του κόσμου και των μυστηρίων του - συμπεριλαμβανομένης της συνείδησης, άλλων ειδών εμφάνισης και των σχέσεων μεταξύ του μικροσκοπικού και του μακροεπιπέδου της πραγματικότητας - θα καταλήξει στο αν ο Hoel έχει καρφώσει τη διαβόητη δύσκολη ιδέα της αιτιότητας:Δηλαδή, τι είναι αιτία? «Αν έφερνες 20 ασκούμενους επιστήμονες σε ένα δωμάτιο και ρωτούσες ποια είναι η αιτιότητα, θα διαφωνούσαν όλοι», είπε ο DeDeo. "Έχουμε μπερδευτεί για αυτό."

Μια Θεωρία Αιτίας

Σε ένα θανατηφόρο ατύχημα οδήγησης υπό την επήρεια μέθης, ποια είναι η αιτία θανάτου; Οι γιατροί κατονομάζουν ένα όργανο που έχει υποστεί ρήξη, ενώ ένας ψυχολόγος κατηγορεί τις μειωμένες ικανότητες λήψης αποφάσεων και ένας κοινωνιολόγος επισημαίνει επιτρεπτικές στάσεις απέναντι στο αλκοόλ. Οι βιολόγοι, οι χημικοί και οι φυσικοί, με τη σειρά τους, βλέπουν όλο και πιο στοιχειώδεις αιτίες. «Πράγματι, ο Αριστοτέλης είχε μισή ιδέα για τα αίτια», είπε ο DeDeo. "Εμείς ως επιστήμονες τα έχουμε απορρίψει όλα εκτός από τα πράγματα που βρίσκονται σε κυριολεκτική επαφή, αγγίζουν και σπρώχνουν."

Οι αληθινές αιτίες, για έναν φυσικό, είναι οι θεμελιώδεις δυνάμεις που δρουν μεταξύ των σωματιδίων. όλα τα εφέ κυματίζουν από εκεί. Πράγματι, αυτές οι δυνάμεις, όταν μπορούν να απομονωθούν, φαίνονται απόλυτα ντετερμινιστικές και αξιόπιστες — οι φυσικοί μπορούν να προβλέψουν με μεγάλη ακρίβεια τα αποτελέσματα των συγκρούσεων σωματιδίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, για παράδειγμα. Σύμφωνα με αυτήν την άποψη, οι αιτίες και τα αποτελέσματα είναι δύσκολο να προβλεφθούν από τις πρώτες αρχές μόνο όταν υπάρχουν πάρα πολλές μεταβλητές για παρακολούθηση.

Επιπλέον, οι φιλόσοφοι έχουν υποστηρίξει ότι η αιτιακή δύναμη που υπάρχει σε δύο κλίμακες ταυτόχρονα θα ήταν διπλάσια από αυτή που χρειάζεται ο κόσμος. Για να αποφευχθεί η διπλή καταμέτρηση, το «επιχείρημα αποκλεισμού» λέει ότι όλη η αιτιακή ισχύς πρέπει να προέρχεται από μικροεπίπεδο. Αλλά είναι σχεδόν πάντα πιο εύκολο να συζητηθούν οι αιτίες και τα αποτελέσματα από την άποψη των μακροσκοπικών οντοτήτων. Όταν αναζητούμε την αιτία ενός θανατηφόρου τροχαίου ή την απόφαση του Romeo να αρχίσει να σκαρφαλώνει, «δεν φαίνεται σωστό να φτάσουμε μέχρι κάτω σε μικροσκοπικές κλίμακες νευρώνων που πυροδοτούνται», είπε ο DeDeo. "Εκεί πηδάει ο Erik [Hoel]. Είναι λίγο τολμηρό να μιλάς για τα μαθηματικά της αιτιότητας."

Φιλικός και μεγαλόσωμος, ο Hoel μεγάλωσε διαβάζοντας βιβλία στο Jabberwocky, το βιβλιοπωλείο της οικογένειάς του στο Newburyport της Μασαχουσέτης. Σπούδασε δημιουργική γραφή ως προπτυχιακός και σχεδίαζε να γίνει συγγραφέας. (Γράφει ακόμα μυθιστορήματα και έχει ξεκινήσει ένα μυθιστόρημα.) Αλλά τον τράβηξε επίσης το ζήτημα της συνείδησης - τι είναι, και γιατί και πώς την έχουμε - επειδή την έβλεπε ως ένα ανώριμο επιστημονικό θέμα που επέτρεπε τη δημιουργικότητα. Για μεταπτυχιακό, πήγε στο Μάντισον του Ουισκόνσιν για να δουλέψει με τον Τονόνι — το μόνο άτομο εκείνη την εποχή, κατά την άποψη του Χοέλ, που είχε μια πραγματικά επιστημονική θεωρία της συνείδησης.

Ο Tononi αντιλαμβάνεται τη συνείδηση ​​ως πληροφορία:bits που κωδικοποιούνται όχι στις καταστάσεις μεμονωμένων νευρώνων, αλλά στη σύνθετη δικτύωση των νευρώνων, που συνδέονται μεταξύ τους στον εγκέφαλο σε όλο και μεγαλύτερα σύνολα. Ο Tononi υποστηρίζει ότι αυτή η ειδική «ολοκληρωμένη πληροφορία» αντιστοιχεί στην ενοποιημένη, ολοκληρωμένη κατάσταση που βιώνουμε ως υποκειμενική επίγνωση. Η θεωρία της ολοκληρωμένης πληροφόρησης έχει αποκτήσει εξέχουσα θέση τα τελευταία χρόνια, ακόμη και όταν ακολούθησαν συζητήσεις σχετικά με το εάν είναι ένας ακριβής και επαρκής αντιπρόσωπος για τη συνείδηση. Αλλά όταν ο Hoel πήγε για πρώτη φορά στο Madison το 2010, μόνο οι δυο τους δούλευαν πάνω σε αυτό εκεί.

Ο Tononi ανέθεσε στον Hoel να εξερευνήσει τη γενική μαθηματική σχέση μεταξύ ζυγαριών και πληροφοριών. Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν αργότερα στο πώς αλλάζει η ποσότητα των ενσωματωμένων πληροφοριών σε ένα νευρωνικό δίκτυο καθώς ανεβαίνουμε στην ιεραρχία των χωροχρονικών κλιμάκων, κοιτάζοντας τους δεσμούς μεταξύ μεγαλύτερων και μεγαλύτερων ομάδων νευρώνων. Ήλπιζαν να καταλάβουν ποιο μέγεθος συνόλου θα μπορούσε να συσχετιστεί με τις μέγιστες ολοκληρωμένες πληροφορίες - και επομένως, ενδεχομένως, με συνειδητές σκέψεις και αποφάσεις. Ο Hoel δίδαξε ο ίδιος θεωρία της πληροφορίας και βυθίστηκε στις φιλοσοφικές συζητήσεις γύρω από τη συνείδηση, τον αναγωγισμό και την αιτιότητα.

Ο Hoel σύντομα είδε ότι η κατανόηση του πώς η συνείδηση ​​αναδύεται σε μακροοικονομικές κλίμακες θα απαιτούσε έναν τρόπο ποσοτικοποίησης της αιτιώδους δύναμης των εγκεφαλικών καταστάσεων. Συνειδητοποίησε, είπε, ότι «το καλύτερο μέτρο της αιτιότητας είναι σε κομμάτια». Διάβασε επίσης τα έργα του επιστήμονα υπολογιστών και φιλοσόφου Judea Pearl, η οποία ανέπτυξε μια λογική γλώσσα για τη μελέτη των αιτιακών σχέσεων στη δεκαετία του 1990 που ονομάζεται αιτιώδης λογισμός. Με τον Αλμπαντάκη και τον Τονόνι, ο Χόελ επισημοποίησε ένα μέτρο αιτιώδους δύναμης που ονομάζεται «αποτελεσματική πληροφορία», που δείχνει πόσο αποτελεσματικά μια συγκεκριμένη κατάσταση επηρεάζει τη μελλοντική κατάσταση ενός συστήματος. (Οι αποτελεσματικές πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν στον υπολογισμό των ολοκληρωμένων πληροφοριών, αλλά είναι απλούστερες και γενικότερες και, ως μέτρο της αιτιώδους δύναμης, δεν βασίζεται στις άλλες ιδέες του Tononi σχετικά με τη συνείδηση.)

Οι ερευνητές έδειξαν ότι σε απλά μοντέλα νευρωνικών δικτύων, ο όγκος των αποτελεσματικών πληροφοριών αυξάνεται καθώς επικεντρώνετε τους νευρώνες στο δίκτυο - δηλαδή αντιμετωπίζετε τις ομάδες τους ως μεμονωμένες μονάδες. Οι πιθανές καταστάσεις αυτών των διασυνδεδεμένων μονάδων σχηματίζουν μια αιτιακή δομή, όπου οι μεταβάσεις μεταξύ των καταστάσεων μπορούν να μοντελοποιηθούν μαθηματικά χρησιμοποιώντας τις λεγόμενες αλυσίδες Markov. Σε μια ορισμένη μακροσκοπική κλίμακα, οι αποτελεσματικές πληροφορίες κορυφώνονται:Αυτή είναι η κλίμακα στην οποία οι καταστάσεις του συστήματος έχουν την μεγαλύτερη αιτιώδη ισχύ, προβλέποντας μελλοντικές καταστάσεις με τον πιο αξιόπιστο και αποτελεσματικό τρόπο. Χονδρόκοκκος περαιτέρω, και αρχίζετε να χάνετε σημαντικές λεπτομέρειες σχετικά με την αιτιακή δομή του συστήματος. Ο Tononi και οι συνεργάτες του υποθέτουν ότι η κλίμακα της μέγιστης αιτιότητας πρέπει να αντιστοιχεί, στον εγκέφαλο, στην κλίμακα των συνειδητών αποφάσεων. Με βάση τις μελέτες απεικόνισης εγκεφάλου, ο Αλμπαντάκης εικάζει ότι αυτό μπορεί να συμβεί στην κλίμακα των νευρωνικών μικροστήλων, που αποτελούνται από περίπου 100 νευρώνες.

Η αιτιολογική εμφάνιση είναι δυνατή, εξήγησε ο Hoel, λόγω της τυχαιότητας και του πλεονασμού που μαστίζει τη βασική κλίμακα των νευρώνων. Ως απλό παράδειγμα, είπε να φανταστεί κανείς ένα δίκτυο που αποτελείται από δύο ομάδες των 10 νευρώνων η καθεμία. Κάθε νευρώνας στην ομάδα Α συνδέεται με αρκετούς νευρώνες της ομάδας Β και όταν ένας νευρώνας στην ομάδα Α πυροδοτεί, συνήθως προκαλεί την πυροδότηση ενός από τους νευρώνες Β. Το ποιος ακριβώς συνδεδεμένος νευρώνας πυροδοτείται είναι απρόβλεπτος. Εάν, ας πούμε, η κατάσταση της ομάδας Α είναι {1,0,0,1,1,1,0,1,1,0}, όπου τα 1 και 0 αντιπροσωπεύουν νευρώνες που πυροδοτούν και δεν πυροδοτούν, αντίστοιχα, το προκύπτον Η κατάσταση της ομάδας Β μπορεί να έχει μυριάδες πιθανούς συνδυασμούς 1 και 0. Κατά μέσο όρο, έξι νευρώνες στην ομάδα Β θα πυροδοτήσουν, αλλά οι έξι είναι σχεδόν τυχαίοι. το μικροκράτος είναι απελπιστικά ακαθοριστικό. Τώρα, φανταστείτε ότι κάνουμε χονδρόκοκκο πάνω από το σύστημα, έτσι ώστε αυτή τη φορά, να ομαδοποιήσουμε όλους τους νευρώνες Α μαζί και απλά να μετρήσουμε τον συνολικό αριθμό που πυροδοτείται. Η κατάσταση της ομάδας Α είναι {6}. Αυτή η κατάσταση είναι πολύ πιθανό να οδηγήσει στο ότι η κατάσταση της ομάδας Β είναι επίσης {6}. Η μακροοικονομική κατάσταση είναι πιο αξιόπιστη και αποτελεσματική. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι έχει πιο αποτελεσματικές πληροφορίες.

Ένα πραγματικό παράδειγμα εδραιώνει την ουσία. «Η ζωή μας είναι πολύ θορυβώδης», είπε ο Χόελ. «Αν μου δώσετε απλώς την ατομική σας κατάσταση, μπορεί να είναι εντελώς αδύνατο να μαντέψω πού θα είναι η μελλοντική [ατομική] κατάστασή σας σε 12 ώρες. Δοκιμάστε να το τρέξετε προς τα εμπρός. θα υπάρχει τόσος θόρυβος, δεν θα έχετε ιδέα. Δώσε τώρα μια ψυχολογική περιγραφή ή μια φυσιολογική περιγραφή:Πού θα είσαι σε 12 ώρες;» είπε (ήταν μεσημέρι). «Θα κοιμηθείς — εύκολα. Έτσι, αυτές οι σχέσεις υψηλότερου επιπέδου είναι τα πράγματα που φαίνονται αξιόπιστα. Αυτό θα ήταν ένα εξαιρετικά απλό παράδειγμα αιτιώδους εμφάνισης.»

Για κάθε δεδομένο σύστημα, η αποτελεσματική πληροφορία κορυφώνεται στην κλίμακα με τη μεγαλύτερη και πιο αξιόπιστη αιτιακή δομή. Εκτός από τους συνειδητούς πράκτορες, ο Hoel λέει ότι αυτό μπορεί να διακρίνει τις φυσικές κλίμακες των βράχων, των τσουνάμι, των πλανητών και όλων των άλλων αντικειμένων που συνήθως παρατηρούμε στον κόσμο. "Και ο λόγος για τον οποίο είμαστε συντονισμένοι σε αυτά εξελικτικά [ίσως] να είναι επειδή είναι αξιόπιστα και αποτελεσματικά, αλλά αυτό σημαίνει επίσης ότι είναι αιτιωδώς αναδυόμενα", είπε ο Hoel.

Πειράματα απεικόνισης εγκεφάλου σχεδιάζονται στο Μάντισον και τη Νέα Υόρκη, όπου ο Χοέλ έχει ενταχθεί στο εργαστήριο του νευροεπιστήμονα από την Κολούμπια, Ραφαέλ Γιούστε. Και οι δύο ομάδες θα εξετάσουν τους εγκεφάλους μοντέλων οργανισμών για να προσπαθήσουν να εγκατασταθούν στις χωροχρονικές κλίμακες που έχουν τον περισσότερο αιτιώδη έλεγχο στο μέλλον. Η εγκεφαλική δραστηριότητα σε αυτές τις κλίμακες θα πρέπει να προβλέπει με τον πιο αξιόπιστο τρόπο τη μελλοντική δραστηριότητα. Όπως το έθεσε ο Hoel, «Πού αναδύεται η αιτιολογική δομή του εγκεφάλου;» Εάν τα δεδομένα υποστηρίζουν την υπόθεσή τους, θα δουν τα αποτελέσματα ως απόδειξη ενός γενικότερου γεγονότος της φύσης. «Η αντιπροσωπεία ή η συνείδηση ​​είναι εκεί που αυτή η ιδέα γίνεται πιο προφανής», είπε ο William Marshall, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του Ουισκόνσιν. "Αλλά εάν διαπιστώσουμε ότι συμβαίνει αιτιώδης εμφάνιση, η αναγωγική υπόθεση θα πρέπει να επανεκτιμηθεί και αυτό θα πρέπει να εφαρμοστεί ευρέως."

Νέα Φιλοσοφική Σκέψη

Η Sara Walker, φυσικός και αστροβιολόγος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα που μελετά την προέλευση της ζωής, ελπίζει ότι μέτρα όπως αποτελεσματικές πληροφορίες και ολοκληρωμένες πληροφορίες θα βοηθήσουν στον ορισμό της γκρίζας κλίμακας που οδηγεί μεταξύ μη ζωής και ζωής (με ιούς και κυτταρικούς κύκλους κάπου στην γκρίζα περιοχή). Ο Walker συνεργάζεται με την ομάδα του Tononi σε μελέτες πραγματικών και τεχνητών κυτταρικών κύκλων, με προκαταρκτικές ενδείξεις ότι οι ολοκληρωμένες πληροφορίες μπορεί να συσχετίζονται με το να είσαι ζωντανός.

Σε άλλη πρόσφατη εργασία, η ομάδα Madison έχει αναπτύξει έναν τρόπο μέτρησης της αιτιώδους εμφάνισης που ονομάζεται "black-boxing" που λένε ότι λειτουργεί καλά για κάτι σαν έναν μεμονωμένο νευρώνα. Ένας νευρώνας δεν είναι απλώς ο μέσος όρος των συστατικών του ατόμων και επομένως δεν είναι επιδεκτικός σε χονδρόκοκκο. Το Black-boxing είναι σαν να βάζεις ένα κουτί γύρω από έναν νευρώνα και να μετράς τις συνολικές εισόδους και εξόδους του κουτιού, αντί να υποθέτεις οτιδήποτε για την εσωτερική του λειτουργία. "Η μαύρη πυγμαχία είναι η πραγματικά γενική μορφή αιτιώδους εμφάνισης και είναι ιδιαίτερα σημαντική για βιολογικά και μηχανολογικά συστήματα", δήλωσε ο Tononi σε ένα email.

Ο Walker είναι επίσης θαυμαστής της νέας δουλειάς του Hoel που ανιχνεύει αποτελεσματικές πληροφορίες και αιτιώδη εμφάνιση στα θεμέλια της θεωρίας πληροφοριών και στο θεώρημα του θορυβώδους καναλιού του Shannon. «Βρισκόμαστε σε τόσο βαθύ εννοιολογικό έδαφος που δεν είναι πραγματικά σαφές ποια κατεύθυνση να ακολουθήσουμε», είπε, «έτσι νομίζω ότι τυχόν διακλαδώσεις σε αυτόν τον γενικό τομέα είναι καλές και εποικοδομητικές».

Ο Robert Bishop, ένας φιλόσοφος και φυσικός στο Wheaton College, είπε:«Η άποψή μου για το EI» -αποτελεσματική πληροφορία- είναι ότι μπορεί να είναι ένα χρήσιμο μέτρο εμφάνισης, αλλά πιθανότατα δεν είναι το μόνο». Το μέτρο του Hoel έχει τη γοητεία ότι είναι απλό, αντικατοπτρίζοντας μόνο την αξιοπιστία και τον αριθμό των αιτιακών σχέσεων, αλλά σύμφωνα με τον Bishop, θα μπορούσε να είναι ένας από τους πολλούς αντιπροσώπους της αιτιότητας που ισχύουν σε διαφορετικές καταστάσεις.

Οι ιδέες του Hoel δεν εντυπωσιάζουν τον Scott Aaronson, έναν θεωρητικό επιστήμονα υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν. Λέει ότι η αιτιακή εμφάνιση δεν είναι ριζική στη βασική της υπόθεση. Αφού διάβασε το πρόσφατο δοκίμιο του Hoel για το Ινστιτούτο Θεμελιωδών Ερωτήσεων, «Agent Above, Atom Below» (αυτό που παρουσίαζε τον Ρωμαίο και την Ιουλιέτα), ο Aaronson είπε:«Ήταν δύσκολο για μένα να βρω κάτι στο δοκίμιο που θα μπορούσε ο πιο ορθόδοξος αναγωγιστής στον κόσμο διαφωνώ με. Ναι, φυσικά θέλετε να περάσετε σε ανώτερα επίπεδα αφαίρεσης για να κάνετε προβλέψεις και να πείτε αιτιώδεις ιστορίες που είναι προγνωστικά χρήσιμες — και το δοκίμιο εξηγεί μερικούς από τους λόγους για τους οποίους γίνεται αυτό."

Σε άλλους δεν φαινόταν τόσο προφανές, δεδομένου του τρόπου με τον οποίο το επιχείρημα του αποκλεισμού παρεμπόδισε τις προσπάθειες αντιμετώπισης της αιτιώδους συνάφειας υψηλότερου επιπέδου. Ο Hoel λέει ότι τα επιχειρήματά του προχωρούν περισσότερο από ό,τι ο Aaronson αναγνωρίζει, δείχνοντας ότι «οι υψηλότερες κλίμακες έχουν αποδεδειγμένα περισσότερες πληροφορίες και αιτιώδη επιρροή από τις υποκείμενες. Είναι το «αποδεδειγμένα» κομμάτι που είναι δύσκολο και είναι ακριβώς αντίθετο με τις περισσότερες αναγωγικές σκέψεις.»

Επιπλέον, η αιτιακή εμφάνιση δεν είναι απλώς ένας ισχυρισμός σχετικά με τις περιγραφές μας ή τις «αιτιώδεις ιστορίες» για τον κόσμο, όπως προτείνει ο Aaronson. Ο Hoel και οι συνεργάτες του στοχεύουν να δείξουν ότι οντολογικά υπάρχουν αιτίες υψηλότερου επιπέδου - καθώς και παράγοντες και άλλα μακροσκοπικά πράγματα. Η διάκριση σχετίζεται με ένα που κάνει ο φιλόσοφος Ντέιβιντ Τσάλμερς για τη συνείδηση:Υπάρχει το «εύκολο πρόβλημα» του τρόπου με τον οποίο τα νευρωνικά κυκλώματα γεννούν περίπλοκες συμπεριφορές και το «σκληρό πρόβλημα», που ρωτά, ουσιαστικά, τι διακρίνει τα συνειδητά όντα από τα άψυχα αυτόματα. «Η μέτρηση της ΣΝ είναι η αιτιακή δύναμη του είδους που νιώθουμε ότι έχουμε στη δράση, του είδους που θέλουμε να έχουν οι συνειδητές εμπειρίες ή ο εαυτός μας;» είπε η Hedda Hassel Mørch, φιλόσοφος στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης και προστατευόμενη του Chalmers. Λέει ότι είναι πιθανό ότι οι αποτελεσματικές πληροφορίες θα μπορούσαν «να παρακολουθήσουν την πραγματική οντολογική εμφάνιση, αλλά αυτό απαιτεί κάποια νέα φιλοσοφική σκέψη σχετικά με τη φύση των νόμων, των εξουσιών και τον τρόπο που σχετίζονται».

Η κριτική που πλήττει περισσότερο τον Hoel και τον Αλμπαντάκη είναι αυτή που κάνουν μερικές φορές οι φυσικοί ακούγοντας την ιδέα:Ισχυρίζονται ότι ο θόρυβος, η κινητήρια δύναμη πίσω από την αιτιακή εμφάνιση, δεν υπάρχει στην πραγματικότητα. Ο θόρυβος είναι ακριβώς αυτό που οι φυσικοί αποκαλούν όλα τα πράγματα που τα μοντέλα τους αφήνουν έξω. «Είναι μια τυπική άποψη της φυσικής», είπε ο Αλμπαντάκης, ότι αν γνωρίζατε την ακριβή μικροσκοπική κατάσταση ολόκληρου του σύμπαντος, «τότε μπορώ να προβλέψω τι θα συμβεί μέχρι το τέλος του χρόνου και δεν υπάρχει λόγος να μιλάμε για κάτι σαν αιτία. -ισχύς εφέ."

Μια απάντηση είναι ότι η τέλεια γνώση του σύμπαντος δεν είναι δυνατή, ακόμη και κατ' αρχήν. Αλλά ακόμα κι αν το σύμπαν μπορούσε να θεωρηθεί ως μια ενιαία μονάδα που εξελίσσεται αυτόνομα, αυτή η εικόνα δεν θα ήταν κατατοπιστική. «Αυτό που μένει έξω είναι να προσδιορίσουμε οντότητες — πράγματα που υπάρχουν», είπε ο Αλμπαντάκης. Η αιτιώδης συνάφεια «είναι πραγματικά το μέτρο ή η ποσότητα που είναι απαραίτητο για να προσδιορίσουμε πού σε όλη αυτή την κατάσταση του σύμπαντος έχω ομάδες στοιχείων που συνθέτουν οντότητες; … Η αιτιότητα είναι αυτό που χρειάζεστε για να δώσετε δομή στο σύμπαν». Η αντιμετώπιση των αιτιών ως πραγματικών είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την κατανόηση του κόσμου.

Ίσως ξέραμε από παλιά, όπως υποστηρίζει ο Aaronson, ότι οι υψηλότερες κλίμακες αφαιρούν τους ελέγχους από τις χαμηλότερες κλίμακες. Αλλά αν αυτοί οι επιστήμονες έχουν δίκιο, τότε η αιτιώδης εμφάνιση μπορεί να είναι το πώς λειτουργεί, μαθηματικά. «Είναι σαν να ανοίξαμε την πόρτα», είπε ο Χόελ. «Και πραγματικά είναι πολύ σημαντικό να αποδείξουμε ότι αυτή η πόρτα είναι λίγο ανοιχτή. Επειδή ο καθένας μπορεί να κουνήσει το χέρι και να πει, ναι, πιθανώς, ίσως, και ούτω καθεξής. Αλλά τώρα μπορείτε να πείτε, «Εδώ είναι ένα σύστημα [που έχει αυτά τα αιτιακά συμβάντα υψηλότερου επιπέδου]. αποδείξτε μου ότι κάνω λάθος.»

Διόρθωση:Αυτό το άρθρο αναθεωρήθηκε την 1η Ιουνίου 2017, για να διευκρινιστεί ότι ο Erik Hoel δεν ήταν ο πρώτος συνεργάτης του Giulio Tononi στην ολοκληρωμένη θεωρία πληροφοριών και ότι οι Tononi, Hoel και Larissa Albantakis επισημοποίησαν, αλλά δεν επινόησαν, το μέτρο που χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση αιτιώδης εμφάνιση.