Emergencja. Klucz do złożoności żywych istot.

 

 

Naukowa koncepcja emergencji powstała w drugiej połowie XX wieku w wyniku badania złożoności systemów technicznych i biologicznych. Jednym z pionierów badających problem emergencji był Instytut Emergencji w Santa Fe USA. Pionier AI Marvin Minsky z MIT uważał, że ludzka inteligencja jest rezultatem współdziałania dużej ilości prostych elementów mózgu, biologicznego przykładu emergencji.

 

Definicja

 

Słowo łacińskie emergo znaczy wynurzać się, angielskie to emerge znaczy pojawiać się.

 

Emergencja to powstawanie nowych funkcji i zachowania w wyniku współdziałania wielu prostych elementów złożonego systemu.

 

Ważna własnością emergencji jest fakt, że opis działania elementu na niższym poziomie nie jest wystarczający do zrozumienia emergetycznego zachowania się całości systemu.

 

 

Przykłady

 

System techniczny, komputer. Na najbardziej elementarnym poziomie działania elementy komputera wykonują proste operacje logiczne i arytmetyki Boole’a na bitach 0 lub 1.

 

Cały system komputera jest złożony i może wykonywać na przykład złożone algorytmy symulujące pewne funkcje człowieka, takie jak pattern recognition, poznawanie ludzkiej twarzy. Trzeba zauważyć, że obserwując jeden element komputera np. tranzystor nie możemy przewidzieć rezultatu i zachowania się całego systemu. Dopiero poznanie architektury komputera i programu daje nam możliwość zrozumienia, co komputer liczy.

 

Przykład biologiczny, ludzki mózg. Ludzki mózg składa się z miliardów neuronów połączonych gęsta siecią dendrytów.

 

Ilość polaczeń oceniona jest na tysiące miliardów.

 

Każdy neuron jest połączony z 2 tysiącami sąsiadów.

 

Każdy neuron wykonuje proste operacje na słabych elektrycznych sygnałach. Obserwacja jednego neuronu nie daje nam informacji o całkowitej emergentnej funkcji mózgu.

 

 Natomiast mózg, jako cały system jest jednym z najbardziej złożonych systemów, zdolnym do rozwiazywania olbrzymiej ilości problemów. Duże zamieszanie w kwestii funkcji mózgu wnieśli filozofowie i teolodzy odróżniając mózg od umysłu. Częstym argumentem teologów jest: mózg to nie tylko chemia i elektryczność, tam jest cos więcej.  Nie mówią, co więcej. Możemy się z nimi zgodzić pod warunkiem ze tym czymś więcej jest emergencja złożonych zachowań mózgu w wyniku współdziałania miliardów neuronów i dendrytów.  Pojęcie czegoś więcej zwane elan vital (silą się życiowa) wprowadził Henri Bergson w 1907 roku. Jednym z badanych przybliżeń emergencji mózgu są sztuczne sieci neuronowe symulowane na komputerze przez medycznych badaczy informatyków.

 

Dotychczasowe badania na kilku uniwersytetach pokazały, że sieci neuronowe można “uczyć” rozwiązywania problemów takich jak pattern recognition, modyfikując działanie neuronów. Uprzednio sądzono, że pattern recognition mogło być tylko zdolnością mózgu ludzi i pewnych rodzajów zwierząt.

 

 Idea czegoś więcej

 

Co kryje się za złożonością ludzkiego umysłu? Religia mówi, że prócz materialnego mózgu jest coś więcej, tajemnicza super naturalna dusza. Nauka sugeruje fenomen emergencji. Dusza tchnięta w człowieka przez Jehowę wymagałaby wyrafinowanego twórcy duszy, centralnej religijnej cechy człowieka różniącej go od zwierząt. Zignorujmy chwilowo fakt, że ani medycyna ani żadna inna dyscyplina nauki nie wykryła śladu istnienia duszy. Rozważmy Jehowę, twórcę duszy.

 

Bliższe studia natury Jehowy opisanego w Starym Testamencie, głównym źródle informacji o Jehowie, dają nam obraz Jehowy, jako prymitywnego osobnika, którego intelekt nie przekracza intelektu autorów sakralnych ksiąg pisanych w epoce brązu. Nawet, jeśli nazwiemy emergencję funkcji mózgu duszą to stworzenie tego fenomenu przez prymitywnego Jehowę jest ludzką fantazją nie potrzebną do zrozumienia umysłu.

 

Prymitywny Jehowa twórcą duszy? Każdy człowiek uważnie czytający Stary Testament jest zaszokowany brutalnym i prymitywnym postepowaniem boga. Ludzki mózg powstał w wyniku milionów lat ewolucji, nie projektu koszmarnego ignoranta w niebie.

 

W XXI wieku możemy skupić się na racjonalnie naukowym podejściu do problemów człowieka zostawiając wertowanie absurdalnych sakralnych ksiąg teologom, ekspertom karkołomnej logicznej gimnastyki pustych słów.

 

Zakończenie

 

Emergencja jest bardzo młodą dziedziną nauki. Spodziewamy się, że dalszy rozwój tej nauki pomoże nam zrozumieć ludzką świadomość, to, co nazywamy inteligencją i ogólnie złożoność żywych istot. Arystoteles (384-322 p.n.e.) przypuszczał, że istnieje specjalna boska substancja zwana eterem, która ożywia żywe istoty.  W XXI wieku zaczynamy rozumieć kluczową rolę emergencji w powstaniu i zdolności żywych istot. Pojęcia eteru, elan vital i duszy mają tylko wartość dla historii zabobonu.

 

Świadomość to też wynik emergencji mózgu. Filozof Daniel Dennett uzasadnił pogląd, że świadomość jest wynikiem funkcji materialnego mózgu. Żadne nadnaturalne substancje nie są potrzebne. Ten fakt wyklucza mrzonki o życiu po ziemskiej śmierci i czyni nasze życie bardzo cennym darem natury.

 

Każdy z nas żywych wygrał mało prawdopodobny bilet na loterii świadomego istnienia.

 

Teoria ewolucji wyjaśnia nam jak powstają nowe gatunki żywych istot, ale nie opisuje powstania żywych organizmów.

 

Jedna z najciekawszych tajemnic jest moment przejścia chemii do biologii. Prawa fizyki i chemii są w całym kosmosie jednakowe. To sugeruje, że życie mogło powstać nie tylko na ziemi. Kontakt z innymi żywymi istotami jest trudny, jeśli nasz i ich ewolucyjny rozwój różnią się milionami lat.

O autorze wpisu:

Janusz Kowalik jest emerytowanym profesorem matematyki i informatyki na Washington State University oraz byłym kierownikiem organizacji badań informatyki w firmie lotniczej Boeing Company w Seattle. Adres internetowy Janusza: j.kowalik@comcast.net

  1. Mnie najbardziej podobało się wyjaśnienie emergencji na przykładzie prądów oceanicznych, wydaje się prostsze do zrozumienia. Milion kropel to za mało, aby powstały, ale przy pewnej masie krytycznej powstaje nowe zjawisko, którego nikt by się nigdy nie domyślił, gdyby nie było oceanów. Miliardy neuronów najpewniej także wywołują nowe zjawisko i bardzo prawodopodobne, że będzie to świadomość. Możliwe także, że w życiu społecznym emergencja odgryw dużą rolę, na przykład powszechna bieda i wyzysk wywołuje takie zjawisko jak krwawa rewolucja. Ciekawe jakie zjwisko wywoła morze kłamstw, z którymi mamy ostatnio do czynienia? 🙂

  2. Mówienie o emwrgencji można by brac na powaznie, gdyby stanowiła odpowiedz na pytanie dlaczego pewna liczba elementów tworzy nową jakość, a mniejsza od niej ilość jeszcze tego nie robi.

    .

    Przykład:

    .

    Dwa światła umieszczone obok siebie, gdy zapalają się nie na przemian z małą częstotliwością, spostrzegane są właśnie jako dwa światła. Gdy zwiększyć częstotliwość do pewnej wielkości, podmiot spotrzega już jedno światło, wędrujące między dwoma miejscami. Chyba można powiedzieć, że widzenie jednego światła emergentnie pojawia się, gdy układ staje się odpowiednio złożony. Czy jednak powiedzenie, że coś "emergentnie się pojawia" jest jakimkolwiek wyjaśnieniem. Wyjaśnieniem byloby powiedzenie dlaczego w pewnym momencie pojawia się nowa jakość, to znaczy dlaczego w tym, a nie innym. W tym znaczeniu chyba nikt świadomości nie wykaśnił, nie odpowiedział, dlaczego świadomość pojawia się gdy liczba neuronów i ich polączeń równa się mniej więcej N, a nie np. m. Równie dobrze można powiedzieć, że odpowiednio długie czekanie jest emergentną przyczyna pojawienia się pewnej osoby w danym miejscu. Powiedzenie, że ktoś przyszedł, bo czekano na niego odpowiednio długo nie jest żadnym wyjaśnieniem.        

  3. @ELASP

    Zlozone zachowanie skutkiem emergencji jest elastyczne.Nie ma scislych granic po przekroczeniu ktorych system ma nowe wlasnosci. Wiemy ile elementow ma mozg ale minimalna liczba neuronow nie jest znana. Emergencja to wspoldzialanie olbrzymiej ilosci prostych elementow plus architektura systemu. W obecnej chwili emergencja jest jedynym mozliwym wyjasnieniem zlozonosci zywych istot. 

    Zadna czesc czlowieka nie tlumaczy calej funkcji np swiadomosci, natomiast  wszystkie elementy razem stanowia bardzo zlozyny system zachowan. Dawkins uwaza ze pelne zrozumienie zlozonosci oraz mechanizm ewolucji umozliwia nam teorie zycia, jak powstalo i jak powstal niezwykle zlozony czlowiek bez  projektu i intencji. Powstanie zycia jest  naturalna komsekwencja chemii i fizyki.

    1. Powiedzenie, że cos sie dzieje w wyniku emergencji to powiedzenie: "w pewnej sytuacji, w miejsce jakości przysługujących częściom, pojawia się nowa jakość, przysługująca całości". Jeżeli to jest emergencja, to nie wyjaśnia ona niczego – przeciwnie, sama wymaga wyjaśnienia. Trzeba bowiem zapytać: "DLACZEGO w pewnej sytuacji, w miejsce jakości przysługujących częściom, pojawia się nowa jakość, przysługująca całości?" Powiedzenie, że dzieje się to w wyniku emergencji jest powiedzeniem mniej więcej czegoś takiego: "W pewnej sytuacji, w miejsce jakości przysługujących częściom, pojawia się nowa jakość, przysługująca całości, ponieważ zachodzi emergencja, a emergencja to to, że w pewnej sytuacji, w miejsce jakości przysługujących częściom pojawia się nowa jakość, przysługująca całości". 

      1. Przypomina to wyjaśnienie mechanika samochodowego, który nie potrafiąć odpowiedzieć, dlaczego w danym modelu samochodu występuje pewnego rodzaju usterka z rozbrajająca szczerością powiada: "ten typ tak ma". Możemy więc zapytać: "dlaczego w ludzkim mózgu pojawia się świadomość?", a od emergentysty usłyszymy: "ten typ tak ma".    

  4. @ELASP

    Prostym przykladem emergencji ktory rozumiemy jest mrowisko. Tysiace mrowek pracuja niezaleznie bez koordynacji tworzac mrowisko. Zadna mrowka nie ma pojecia o calym projekcie lecz wykonuje proste czynnosci bezmyslnie . Rezultatem jest funkcjonujacy kopiec mrowiska. Mozg jest bardziej skomplikowany ale ma podobne cechy. Zaden neuron nie mysli lecz wykonuje proste operacje chemiczno elektryczne. A caly mozg to aparat ktory czyni nas inteligientnymi istotami. Zrozumienie swiadomosci wymaga dalszych studiow ale wiemy gdzie szukac . To juz jest dobry krok na przod. Do XX wieku nie mielismy zadnego wyjasnienia  swiadomosci i nie wiedzielismy gdze jest potencjalne wyjasnienie. Obecnie wiemy ze emergencja moze byc  kluczem do zrozumienia.

  5. trzeba wspomniec ze kilku wybitnych fizykow uwaza ze pelne zrozumienie funkcji mozgu trzeba szukac w fizyce kwantowej .Mozg na nejbardziej elementarnym poziomie sklada sie z atomow ktorych zachowanie jest rzadzone prawami fizyki kwantowej. Ten poziom jest nizszy niz poziom miliardow neuronow. Jest to kwantowa emerhen cja. Kazdy system mozemy rozwazac na roznych poziomach. Na przyklad, spoleczenstwo to najwyzszy poziom. Nizej jest indywidualny czlonek spoleczenstwa. Jeszcze nizej jest zbior neuronow i w koncu atomy podlewgajace prawom fizyki kwantowej. Inaczej mowiac wszystko sprowadza sie do fizyki elementarnych czastek.  JEdnym z fizykow kto\ry  uwaza ze funkcja mozgu nie jest deterministyczna jest Roger Penrose,

    wspolpracownik bylego kosmologa Hawkinga.

    1. Eeee, niby jake emergencja kwantowa? To juz bardziej wierze w emergencje jezusowa czy zeusowa.  Eeee, to krok w dol, a przeciez przeslaniem jest ze wielkosc mozgu (ilosc neuronow) jest konieczna do skomplikowanych funkcji. Fizyka kwantowa wprowadza tylko zamet, ale probowac mozna. Zagadka jest swiadomosc, ale czy slonie, albo malpy nie maja swiadomosci? Mozgi ludzkie maja wyzszy stopien swiadomosci a przynajmniej tak sie nam wydaje.

  6. @LUCYAN

    Penrose argumentuje ze mozg nie pracuje deterministycznie. Ma nagle skojarzenia ktore sa wynikiem skokow kwantowych  okreslonych prawdopodobienstwem.

  7. @LUCYAN

    Penrose argumentuje ze mozg nie pracuje deterministycznie. Ma nagle skojarzenia ktore sa wynikiem skokow kwantowych  okreslonych prawdopodobienstwem.

  8. @ DZIWER

    Podobntm przykladem emergenci do pradow oceanicznych jest atmosfera. Zadna molekula powietrza nie przenosi dzwieku ale powietrze bedace masa molekul przenosi dzwiek. 

    1. Dzwiek (muzyka!) to funkcja mozgu, molekuly nie "przenosza dzwieku". Jak sie zderzaja to przenosza ruch – drganie, ktore nasza mebrana drga i mozg interpretuje jako dzwiek. Teoretycznie to chyba nawet jedna drgajaca molekula "wytwarza dzwiek", tyle ze slabiutki dla naszego mozgu. 

  9. @LUCYAN

    Molekuly powietsza przenosza dzwiek bo mozna je zajerestrowac instrumentami. Nie tylko mozg moze interpretowac drgania molekul. W tymprzykladzie chodzi o 

    to ze pojedyncza molekula nie moze wykonac funkcji zbioru.

    Podobnie jak jeden neuron nie moze myslec a miliardy funkcjonuja intelektualnie.Nowe zachowanie.

    1. Przeciez nie ma takiego czegos jak dzwiek, tak jak nie ma cieplika. Tutejszy ekspert od brzdakania to potwierdzi (p.Jacek). Pojedyncza molekula tez moze sprawic wrazenie dzwieku tyle ze slabe. 

      Funkcjonowanie intelektualne – duzo myslacych neuronow? Myslenie to raczej zludzenie, wspolpracy neuronow. Z tym nowym zachowaniem – nie jestem przekonany.Wieksza ilosc zachowan, zapamietywanie stanow , daje uczucie ,wrazenie, nowego zachowania,.

       

       

  10. @ELASP

    Nie ma scislej liczby neuronow ktore powoduja emergencje.

    Nowe polaczenia sa tworzone cale zycie a liczba neuronow ulega zmianie.  Wiemy ze duza liczba neuronow umozliwia swiadomosc ale mechanizm tege przejscia nie jest jeszcze znany. Pomimo tego nauka zrobila postep w badaniu swiadomosci. Koncepcja duszy jest beznadziejna bajkowa bzdura ktorej nie mozna badac ani uzasadnic.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.