Джулио Тонони Теория интегральной информации 2022г

Русских переводов книг Тонони нет, видимо ввиду их насыщенности математическими формализмами.

Перевод осуществлен системой GPT (это надежней, чем частные переводчики) и в отдельных местах скорректирован мною.

Сначала будет непросто продираться через текст из-за предельно лаконичного изложения Тонони, но внизу будут пояснения, которые расставят все по местам. 

Тонони постоянно ссылается на свои более ранние работы, так что для него все представляется итак понятным и привычно очевидным. При этом он переопределяет немалое число понятий, которые без специальных определений имеют по умолчанию совершенно иной смысл. Такие моменты комментированы.

Мои комментарии там в синем.

Интегрированная Теория Информации

Аннотация

В этой статье представлена Интегрированная Теория Информации (IIT) 4.0. IIT стремится объяснить свойства опыта в физических (операционных) терминах. Она определяет существенные свойства опыта (аксиомы), выводит необходимые и достаточные свойства, которым должен удовлетворять его субстрат (постулаты), и выражает их в математических терминах. В принципе, постулаты могут быть применены к любой системе единиц в состоянии, чтобы определить, является ли она сознательной, в какой степени и каким образом. IIT предлагает экономное объяснение эмпирических данных, делает проверяемые прогнозы и допускает умозаключения и экстраполяции. IIT 4.0 включает в себя несколько разработок последних десяти лет, в том числе более точный перевод аксиом в постулаты и математические выражения, введение уникальной меры внутренней информации, которая согласуется с постулатами, и явную оценку причинно-следственных связей. Полностью раскрывая неприводимую причинно-следственную силу системы, различия и отношения, определяемые субстратом, могут объяснить качество опыта.

Авторская Аннотация

Интегрированная Информационная Теория (IIT) стремится объяснить сознание и его свойства в физических терминах. Теория определяет существенные свойства опыта (аксиомы), формулирует их как физические свойства в терминах причинно-следственной силы (постулаты) и предоставляет математический формализм для оценки этих свойств. Этот формализм может быть использован для "развертывания" причинно-следственной структуры из субстрата, состоящего из единиц в состоянии, взаимодействия которых могут быть охарактеризованы как интервенционные условные вероятности. Согласно IIT, все свойства опыта могут быть объяснены в физических терминах свойствами причинно-следственной структуры, которая удовлетворяет ее постулатам. Теория согласуется с неврологическими данными и привела к успешным экспериментальным предсказаниям. Как последняя итерация теории, IIT 4.0 включает в себя несколько разработок, проводившихся в течение последних десяти лет.

Введение

Научная теория сознания должна объяснять опыт, который является субъективным, в объективных терминах. Быть сознательным — иметь опыт — понимается как "быть чем-то похожим на": быть чем-то похожим на то, чтобы видеть голубое небо, слышать рев океана, видеть во сне лицо друга, представлять течение мелодии, обдумывать выбор или размышлять о переживаемом опыте.

ИТС стремится объяснить феноменальные свойства — свойства опыта — в физических терминах. Отправной точкой ИТС является сам опыт, а не его поведенческие, функциональные или нейронные корреляты. Кроме того, в ИТС "физическое" понимается в строго операциональном смысле — в терминах того, что можно наблюдать и манипулировать.

Сам опыт как субъективное переживание не может являться основой системы индивидуальной адаптивности на уровне психики, потому что такой опыт – лишь отражение процессов адаптивности, взгляд на это изнутри самой системы в виде как динамики обновления информированности (fornit.ru/68364).

Отправной точкой ИТС является существование опыта, который является непосредственным и неопровержимым.

Субъективный опыт не является самостоятельной физической сущностью.

Исходя из этой "нулевой" аксиомы, ИТС ставит перед собой задачу выявить существенные свойства сознания — те, которые являются непосредственными и неопровержимо истинными для любого мыслимого опыта. Это пять аксиом феноменального существования ИТС: каждый опыт предназначен для переживающего (интринсикальность), специфичен (информация), унитарен (интеграция), определен (исключение) и структурирован (композиция). Здесь Тонони смешивает аксиомы с постулатами (fornit.ru/127), на самом деле он именно постулировал свои 5 утверждений.

В отличие от феноменального существования, которое является непосредственным и неопровержимым (аксиома) да, вот это - аксиома, физическое существование является объяснительным конструктом (постулатом) и оценивается операционально изнутри сознания: в физических терминах, быть — значит иметь причинно-следственную силу (см. Вставку 2: Принцип бытия). Другими словами, можно сказать, что нечто существует физически, если оно может "принимать и создавать разницу" — быть причиной и производить эффект — по оценке сознательного наблюдателя/манипулятора. Субъективные переживания так же не существуют физически, как форма куба, у которого есть свое физическое содержание. Они не выделяемы в качестве самостоятельной сущности.

Следующим шагом ИТС является формулирование существенных феноменальных свойств (аксиом) в терминах соответствующих физических свойств (постулатов). Эта формулировка является "выводом к хорошему объяснению" и основывается на основных предположениях, таких как реализм, физикализм и атомизм (см. Вставку 1: Методологические принципы ИТС). Если ИТС верна, то субстрат сознания, помимо обладания причинно-следственной силой (существование), должен удовлетворять всем пяти существенным феноменальным свойствам в физических терминах: его причинно-следственная сила должна быть для себя (интринсикальность), специфичной (информация), унитарной (интеграция), определенной (исключение) и структурированной (композиция).

На этой основе ИТС предлагает фундаментальную объяснительную идентичность: опыт идентичен причинно-следственной структуре, развернутой из максимального субстрата (определенного ниже). Соответственно, все специфические феноменальные свойства любого опыта должны иметь хорошее объяснение с точки зрения специфических физических свойств соответствующей причинно-следственной структуры, без каких-либо дополнительных ингредиентов. Опыт в виде памяти действительно является физической сущностью, но субъективный опыт как переживание – нет. А Тонони имеет в виду, что опыт —феноменальное существование, т.е. опыт – субъективное переживание.

ИТС формулирует постулаты в математической структуре, которая в принципе применима к общим моделям взаимодействующих единиц (но см.). Математическая структура необходима (i) для оценки того, является ли теория самосогласованной и совместимой с нашими общими знаниями о мире, (ii) для вынесения конкретных прогнозов относительно качества и количества наших переживаний и их субстрата в мозге, и (iii) для экстраполяции от нашего собственного сознания, чтобы сделать вывод о присутствии (или отсутствии) и природе сознания у существ, отличных от нас самих. Математическая структура может носить лишь общий описательный характер отдельных принципов, но никак не формализовать процессы в системе адаптивности как схему их работы. Это так же нелепо как пытаться математизировать задачу даже не трех, а множеств взаимодействующих тел. Такая математизация является самым надежным способом скрыть суть явления.

В конечном счете, теория должна объяснить, почему наше сознание зависит от определенных частей мира и их состояния, таких как определенные области мозга, а не другие, и почему оно угасает во время сна без сновидений, даже если мозг остается активным. Она также должна объяснить, почему опыт ощущается именно так, как он ощущается — почему небо кажется протяженным, почему мелодия ощущается текущей во времени и так далее. Более того, теория делает несколько прогнозов, касающихся как наличия, так и качества опыта, некоторые из которых были и в настоящее время проверяются эмпирически.

Хотя основные положения теории остались прежними, ее формальная структура постепенно уточнялась и расширялась [8–11]. По сравнению с ИТС 1.0, 2.0 и 3.0, ИТС 4.0 представляет собой более полную, самосогласованную формулировку и включает в себя ряд недавних достижений [13–16]. Главными из них являются более точный перевод аксиом в постулаты и математические выражения, введение меры "Внутренней Разницы" (ID), которая однозначно согласуется с постулатами ИТС, и явная оценка причинно-следственных связей.

Когда аксиома используется в рамках одной теории, она может быть принята как истинная и служить основой для вывода других утверждений. Однако в другой теории или в другом контексте она может быть поставлена под сомнение или использоваться как предположение (постулат). Это может происходить, например, когда исследуется новая система, в которой аксиомы одной теории не обязательно принимаются как истинные.

Далее, после представления аксиом и постулатов ИТС, мы приводим ее обновленный математический формализм. В разделе "Результаты и обсуждение" мы применяем математическую структуру ИТС к репрезентативным примерам и обсуждаем некоторые из их последствий. Статья задумана как справочник по математическому формализму теории, краткая демонстрация ее внутренней согласованности и иллюстрация того, как причинно-следственная структура субстрата разворачивается вычислительным путем.

Физический процесс никогда не разворачивается вычислительным путем, он может быть только формально так описываться.

Обсуждение мотивации теории, ее аксиом и постулатов, ее предположений и следствий можно найти в готовящейся к изданию книге и вики, а также в нескольких публикациях [1, 19–24]. Обзор объяснительной силы и экспериментальных предсказаний ИТС можно найти в. То, как анализ причинно-следственной силы ИТС может быть применен к фактической причинности, или "что вызвало что", представлено в [13].

От феноменальных аксиом к физическим постулатам

Аксиомы феноменального существования

То, что опыт существует — что "есть каково это быть" — является непосредственным и неопровержимым, в чем каждый может убедиться, скажем, проснувшись от сна без сновидений.

Это неверное утверждение. Субъективная реальность не является физической реальностью, а является его формой, точкой отсчета, информированностью о реальности. Тут не хватает определенности, что именно считается опытом. Удар железным прутом по камню, который прогнул этот прут, - это тоже можно назвать опытом и он будет в точности столь же принципиален, как и любые другие виду памяти, но опыт как субъективное переживание у прута отсутствует, потому что там нет системы динамически обновляющейся информации и нет явления информированности (текущего контекста, который влияет на принятие решений).

Феноменальное существование является непосредственным в том смысле, что мой опыт просто есть, напрямую, а не косвенно: мне не нужно выводить его существование из чего-то другого.

Это иллюзия. Информированность является лишь осознаваемым контекстом, в котором принимаются решения. И такое решения осознаются после того, как решение принимается, когда новая информация об этом обновляет общий контекст информированности.

Он неопровержим, потому что само сомнение в том, что мой опыт существует, само является существующим опытом — опытом сомнения. Таким образом, утверждать, что моего опыта не существует, самопротиворечиво или абсурдно. Существование опыта является нулевой аксиомой IIT (Integrated Information Theory - Интегрированная Информационная Теория).

Существование: Опыт существует: есть что-то.

Традиционно аксиома — это утверждение, которое принимается как истинное, не может быть выведено из какого-либо другого утверждения и может служить отправной точкой для выводов. Существование опыта — это главная аксиома, отправная точка для всего, включая логику и физику. На самом деле аксиома не просто произвольно принятое (постулированное) утверждение, а только то, что подтверждается фактически. Принять за основу утверждение, что Бог сотворил мир – это не аксиома, а постулат, который может оказаться фактически неверным.

Исходя из этого, IIT рассматривает, обладает ли опыт — феноменальное существование — какими-либо аксиоматическими или существенными свойствами, свойствами, которые являются непосредственными и неопровержимо истинными для каждого мыслимого опыта. Опираясь на самоанализ и разум, IIT выделяет следующие пять:

Внутренняя присущность: Опыт является внутренним: он существует для себя.

Информация: Опыт специфичен: он является таким, какой он есть.

Интеграция: Опыт унитарен: он является целым, несводимым к отдельным опытам.

Исключение: Опыт определенен: это это целое.

Композиция: Опыт структурирован: он состоит из различений и отношений, которые связывают их вместе, образуя феноменальную структуру.

Например, если я просыпаюсь от сна без сновидений и испытываю ощущение белой стены моей комнаты, моей кровати и моего тела, то опыт не только существует, непосредственно и неопровержимо, но 1) он существует для меня, 2) он специфичен (стена — это стена, и она белая), 3) он унитарен (левая сторона не воспринимается отдельно от правой стороны, и наоборот), 4) он определен (он включает в себя визуальную сцену передо мной — ни меньше, скажем, только ее левую сторону, ни больше, скажем, стену за моей головой), 5) он структурирован различиями (стена, кровать, тело) и отношениями (тело находится на кровати, кровать в комнате).

Аксиомы не только даны непосредственно, но и неопровержимо истинны для каждого мыслимого опыта. Например, если правильно понять, единство опыта невозможно опровергнуть. Попытка представить себе опыт, который не был бы унитарным, приводит к представлению о двух отдельных опытах, каждый из которых является унитарным, что подтверждает справедливость аксиомы. Хотя каждая из аксиом сама по себе описывает существенное свойство, аксиомы необходимо рассматривать вместе, чтобы правильно охарактеризовать феноменальное существование.

IIT считает вышеуказанный набор аксиом полным: не существует других свойств опыта, которые являются существенными.

Вообще-то есть: субъективное переживание функционально является контекстом для принятия решений. То, что автор не видит, не является доказательством отсутствия. Но это – типичная ошибка математиков, которые просто забывают о “теореме о неполноте”.

Другие свойства, которые можно было бы рассматривать в качестве кандидатов на аксиоматический статус, включают пространство (опыт обычно происходит в некоторой пространственной рамке), время (опыт обычно ощущается как поток из прошлого в будущее), изменение (опыт обычно переходит или перетекает в другой), различие между субъектом и объектом (опыт, по-видимому, включает в себя как субъект, так и объект), интенциональность (опыт обычно относится к чему-то в мире или, по крайней мере, к чему-то, отличному от субъекта), чувство себя (многие переживания включают в себя ссылку на свое тело или даже на свое повествовательное "я"), разделение фигуры и фона (опыт обычно включает в себя некоторый объект и некоторый фон), ситуативность (опыт часто привязан ко времени и месту), воля (опыт предлагает возможность для действия) и аффект (опыт часто окрашен каким-либо настроением) и другие. Однако можно представить себе переживания, в которых отсутствует каждое из этих возможных свойств, то есть представление о них не приводит к самопротиворечию или абсурду. Они также достижимы, как показывают измененные состояния сознания, достигаемые посредством сновидений, медитативных практик или наркотиков.

Постулаты физического существования

Вот здесь правильно используется термин Постулат.

Для объяснения многочисленных закономерностей опыта (Блок 1) целесообразно предположить существование мира, который существует независимо от чьего-либо опыта (реализм). Находясь в сознании, мы можем исследовать физическое существование вещей вне нашего опыта операционально – через наблюдения и манипуляции. Чтобы что-то получило статус физического существования, оно должно обладать способностью "принимать разницу" (подвергаться воздействию) и "создавать разницу" (производить эффекты) надежным образом (физикализм). IIT (Интегрированная Информационная Теория) также предполагает операциональный редукционизм: в идеале, чтобы установить, что существует в физических терминах, следует начинать с наименьших единиц, которые могут принимать и создавать разницу, чтобы ничего не было упущено (атомизм).

Определяя физическое существование операционально как причинно-следственную силу, IIT может перейти к переводу аксиом феноменального существования в постулаты физического существования. Это устанавливает требования к субстрату сознания, где "субстрат" понимается операционально как набор единиц, которые можно наблюдать и которыми можно манипулировать.

Существование: Субстрат сознания должен обладать причинно-следственной силой: его единицы должны принимать и создавать разницу.

Исходя из этого "нулевого" постулата, IIT формулирует пять аксиом в терминах постулатов физического существования:

Внутренняя природа: Субстрат сознания должен обладать внутренней причинно-следственной силой: он должен принимать и создавать разницу внутри себя.

Информация: Субстрат сознания должен обладать специфической причинно-следственной силой: он должен выбирать конкретное причинно-следственное состояние.

Это состояние является состоянием с максимальной внутренней информацией (ii), мерой разницы, которую система принимает или создает по отношению к себе для заданного причинного состояния и состояния эффекта.

Здесь мера разницы хорошо коррелирует с понятием обновления информированности новой порцией информации, Но сама по себе такая разница не нужна для адаптивной функциональности, она не вычисляется и никак не используется.

Интеграция: Субстрат сознания должен обладать унитарной причинно-следственной силой: он должен определять свое причинно-следственное состояние как цельный набор единиц, не сводимый к отдельным подмножествам единиц.

Несводимость измеряется интегрированной информацией (') по минимальному разделению субстрата.

Исключение: Субстрат сознания должен обладать определенной причинно-следственной силой: он должен определять свое причинно-следственное состояние как этот набор единиц.

Это набор единиц, который является максимально несводимым, что измеряется максимальным значением. Этот набор называется максимальным субстратом, также известным как комплекс.

Композиция: Субстрат сознания должен обладать структурированной причинно-следственной силой: подмножества его единиц должны определять причинно-следственные состояния над подмножествами единиц (различия), которые могут перекрываться друг с другом (отношения), образуя причинно-следственную структуру или ф-структуру ("Фи-структуру").

Различия и отношения, в свою очередь, также должны удовлетворять постулатам физического существования: они должны обладать причинно-следственной силой внутри субстрата сознания специфическим, унитарным и определенным образом (у них нет компонентов, поскольку они сами являются компонентами). Таким образом, им присваивается значение '. -структура, развернутая из комплекса, соответствует качеству сознания. Сумма значений ' различий и отношений, составляющих -структуру, измеряет ее структурированную информацию ("большая Фи") и соответствует количеству сознания.

Согласно IIT, физические свойства, характеризуемые постулатами, необходимы и достаточны для того, чтобы сущность была сознательной. Тут очень многое упущено как в определениях, так и в понимании сути осознания. Они необходимы, потому что они нужны для объяснения свойств опыта, которые являются существенными, в том смысле, что немыслимо, чтобы опыту не хватало какого-либо из них. Они также достаточны, потому что ни одно дополнительное свойство опыта не является существенным, в том смысле, что можно представить, что опыту не хватает этого свойства. Таким образом, никакое дополнительное физическое свойство не является необходимым требованием для того, чтобы быть субстратом сознания.

Постулаты IIT применялись и применяются для объяснения локализации субстрата сознания в мозге ??? и для его потери и восстановления в физиологических и патологических условиях.

Пояснительная идентичность между переживаниями и ф-структурами

Определив необходимые и достаточные условия для того, чтобы субстрат поддерживал сознание, IIT (Integrated Information Theory - Интегрированная Информационная Теория) предлагает объяснительную идентичность: каждое свойство переживания полностью объясняется физическими свойствами ф-структуры, развернутой из максимального субстрата (комплекса) в его текущем состоянии, без каких-либо дополнительных или «специальных» ингредиентов. То есть должно быть однозначное соответствие между тем, как ощущается переживание, и тем, как структурированы различия и отношения. Важно отметить, что идентичность не подразумевается как соответствие между свойствами двух отдельных вещей. Вместо этого идентичность следует понимать в пояснительном смысле: внутреннее (субъективное) ощущение переживания можно объяснить внешне (объективно, то есть операционально или физически) в терминах причинно-следственной силы.

Пояснительная идентичность была применена для объяснения того, как ощущается пространство (пространственная протяженность) и какие нейронные субстраты могут это объяснять. В настоящее время эта идентичность применяется для предоставления базового объяснения ощущения течения времени и ощущения объектов.

Вставка 1. Методологические принципы IIT

Вывод к хорошему объяснению

Следует в целом предполагать, что объяснение является хорошим, если оно может объяснить широкий набор фактов (охват), делает это унифицированным образом (синтез), может объяснять факты точно (специфичность), является внутренне согласованным (самосогласованность), согласованным с нашим общим пониманием вещей (системная согласованность), проще, чем альтернативы (простота), и может делать проверяемые прогнозы (научная проверка). Например, IIT 4.0 стремится выразить постулаты внутренности, информации, интеграции и исключения самосогласованным образом применительно к системам, причинным различиям и отношениям (см. формулы). Объяснение не обладает доказательными свойствами, каким может быть системная модель. Можно объяснять риторически и правдоподобно, что часто и делается.

Реализм

Следует предполагать, что что-то существует (и сохраняется) независимо от нашего собственного опыта. Это гораздо лучшая гипотеза, чем солипсизм, который ничего не объясняет и ничего не предсказывает. Хотя IIT начинается с нашей собственной феноменологии, она направлена на объяснение многих закономерностей опыта таким образом, чтобы это полностью соответствовало реализму.

Операциональный физикализм

Чтобы оценить, что существует независимо от нашего собственного опыта, следует использовать операциональный критерий: мы должны систематически наблюдать и манипулировать единицами субстрата и определять, что они действительно могут вносить и создавать разницу надежным и устойчивым способом. Это демонстрирует причинно-следственную силу субстрата — признак физического существования. В идеале причинно-следственная сила полностью захватывается матрицей вероятностей переходов (TPM) субстрата (1). Это предположение встроено в нулевой постулат IIT.

Операциональный редукционизм («атомизм»)

В идеале мы должны объяснять то, что существует физически, в терминах наименьших единиц, которые мы можем наблюдать и манипулировать, как это отражено в единичных TPM. Это не оставило бы ничего необъясненным. IIT предполагает, что в принципе должно быть возможно объяснить все исключительно в терминах причинно-следственной силы — причинно-следственной силы «вплоть до» условных вероятностей между атомарными единицами. В конечном итоге это не оставило бы места и необходимости предполагать внутренние свойства или законы.

Внутренняя перспектива

При объяснении самого опыта в физических терминах существование следует оценивать с внутренней точки зрения сущности — что существует для самой сущности, а не с точки зрения внешнего наблюдателя. Это предположение встроено в постулат внутренности IIT и имеет несколько последствий. Одним из них является то, что с внутренней точки зрения качество и количество существования должны быть независимыми от наблюдателя и не могут быть произвольными. Например, информация в IIT должна быть относительной к конкретному состоянию, в котором находится сущность, а не средним по состояниям, как это оценивается внешним наблюдателем. Аналогично, ее следует оценивать на основе равномерного распределения возможных состояний, как это отражено в TPM сущности (1), а не на наблюдаемом распределении вероятностей. По той же причине единицы за пределами сущности следует рассматривать как фиксированные фоновые условия, которые не вносят прямого вклада в то, чем является система. Внутренняя перспектива также накладывает напряжение между расширением и разбавлением (см. ниже и): с внутренней точки зрения системы (или механизма внутри системы) наличие большего количества единиц может увеличить ее информативность (причинно-следственную силу, измеренную как отклонение от случайности), но в то же время разбавить ее селективность (способность концентрировать причинно-следственную силу на определенном состоянии).

Субстраты, вероятности перехода и причинно-следственная сила

В IIT физическое существование понимается как синоним обладания причинно-следственной силой, способностью влиять и изменять ситуацию. Следовательно, субстрат U с пространством состояний U операционально определяется своими потенциальными взаимодействиями, оцениваемыми с точки зрения условных вероятностей (физикализм, Box 1). Мы обозначаем полную функцию вероятности перехода субстрата U через обновление системы 

 В IIT субстрат можно описать как стохастическую систему U = {U1, U2, . . . , Un} из n взаимодействующих элементов с пространством состояний U. Мы предполагаем, что система обновляется дискретными шагами, что пространство состояний U конечно и что отдельные случайные переменные Ui 2 U условно независимы друг от друга, учитывая предыдущее состояние U:

 Наконец, мы предполагаем полное описание субстрата, что означает, что мы можем определить условные вероятности в (2) для каждого состояния системы, с p(?u | u) = p(?u | do(u)) [13, 30–32], где «do-оператор» do(u) указывает, что u наложено вмешательством. Это подразумевает, что U должен соответствовать причинной сети, и TU является матрицей вероятностей перехода (TPM) размера |U|.

TPM TU, который является отправной точкой анализа IIT, служит общим описанием причинно-следственной силы системы: какова вероятность того, что система перейдет в каждое из своих возможных состояний после вмешательства, которое инициализирует ее в каждое возможное состояние (Рисунок 1)? (Примечательно, что нет дополнительной роли для внутренних физических свойств или законов природы.) На практике причинная модель не будет ни полной, ни атомарной (захватывающей наименьшие единицы, которые можно наблюдать и манипулировать), но будет отражать соответствующие особенности того, что мы пытаемся объяснить и предсказать.

В разделе «Результаты и обсуждение» формализм IIT будет применяться к чрезвычайно простым, смоделированным сетям, а не к причинным моделям фактических субстратов. Причинно-следственные структуры, полученные из этих простых сетей, служат лишь удобными иллюстрациями того, как можно развернуть гипотетическую причинно-следственную силу субстрата.

Реализация постулатов

Далее наша цель состоит в том, чтобы оценить, удовлетворяет ли гипотетический субстрат (также называемый «системой») всем постулатам IIT. Для этого мы должны проверить, обладает ли система причинно-следственной силой, которая является внутренней, специфической, интегрированной, определенной и структурированной.

Существование

Согласно IIT, существование, понимаемое как причинно-следственная сила, требует способности как принимать, так и вносить изменения (см. Вставку 2, Принцип бытия). На основе полного описания системы в терминах интервенционных условных вероятностей (TU) (1) причинно-следственная сила может быть измерена как причинная информативность. Причинная информативность измеряет, насколько потенциальная причина увеличивает вероятность текущего состояния, а эффектная информативность - насколько текущее состояние увеличивает вероятность потенциального эффекта (по сравнению со случайностью).

Внутренность

Основываясь на постулате существования, постулат внутренности далее требует, чтобы система оказывала причинно-следственную силу внутри себя. В общем, системы, которые мы хотим оценить, являются открытыми системами S ⊆ U, которые являются частью большей «вселенной» U. С внутренней точки зрения системы S (см. Вставку 1) набор оставшихся единиц W = U S действует просто как фоновые условия, состояние которых можно рассматривать как фиксированное. Это обеспечивается путем причинного обусловливания большего TPM (TU) на текущем состоянии W = w, что делает W причинно инертным.

Информация

Информационный постулат требует, чтобы причинно-следственная сила системы была специфической: система в своем текущем состоянии должна выбирать конкретное причинно-следственное состояние для своих единиц. Основываясь на принципе максимального существования (Вставка 2), это состояние, для которого внутренняя информация является максимальной - максимальное причинно-следственное состояние. Внутренняя информация (ii) измеряет разницу, которую система принимает или создает над собой для заданного причинного и следственного состояния, как произведение информативности и селективности это неопределенное в терминах, невероятно замыленное утверждение, вряд ли хоть что-то проясняющее. Как мы видели (существование), информативность количественно определяет причинную силу системы что за причинная сила системы? в ее текущем состоянии как уменьшение неопределенности по сравнению со случайностью это похоже на физическое определение информации (антиэнтропия—мераупорядоченностиисложностисистемы), которое не имеет ничего общего с сутью субъективной информированности на основе значимостей (fornit.ru/68830). Селективность измеряет, насколько причинно-следственная сила сконцентрирована на этом конкретном причинном или следственном состоянии. Селективность снижается из-за неопределенности в причинном или следственном состоянии по отношению к другим потенциальным причинным и следственным состояниям.

С внутренней точки зрения системы, произведение информативности и селективности приводит к напряженности между расширением и разбавлением, при котором система, состоящая из большего количества единиц, может показывать увеличенное отклонение от случайности, но уменьшенную концентрацию причинно-следственной силы над конкретным состоянием.

Фраза Тонони "произведение информативности и селективности приводит к напряженности между расширением и разбавлением" явно отражает ключевой компромисс в теории интегрированной информации (IIT) при определении сознания.  Возможно, вот что он имеет в виду:

• Информативность относится к количеству различных состояний, которые может принимать система. Чем больше состояний, тем больше информации она может представить. В контексте сознания это означает богатство и разнообразие опыта. На самом деле это – довольно вульгарное представление.
• Селективность относится к способности системы выбирать конкретное состояние из множества возможных. Это означает, что система не просто случайно переключается между состояниями, а активно выбирает, какое состояние должно быть активным.

Напряженность между расширением и разбавлением возникаетиз-заследующего:

• Расширение (expansion): Чтобы система была очень информативной, она должна иметь возможность принимать множество различных состояний. Это требует большого количества элементов или сложной структуры.
• Разбавление (dilution): Однако, если система слишком велика и сложна, отдельные элементы могут стать относительно независимыми друг от друга. В результате интегрированная информация (Φ), которая является мерой сознания, снижается.

Другими словами:

Чтобы максимизировать сознание (измеренное как Φ), система должна найти баланс между информативностью (возможностью представлять множество различных состояний) и селективностью (способностью выбирать конкретные

состояния как единое целое). Слишком мало информации, и опыт будет бедным и не интересным. Слишком много информации, и система станет разрозненной, и сознаниеи счезнет.

Но как можно перемножать информативность и селективность? В IIT, "информативность" и "селективность" –это концептуальные характеристики системы, а не отдельные числовые величины, которые можно просто перемножить. Можно как-то говорить про их взаимодействие (напряжение между расширением и разбавлением) влияет на итоговую интегрированную информацию (Φ), которая является мерой сознания. Однако, точное математическое определение и измерение Φ является сложной задачей и активно развивается в рамках IIT. 

Математически: Информативность вычисляется как логарифмическое отношение вероятности состояния при наличии системы к вероятности состояния без неё (например, через логарифм отношения условной вероятности к безусловной).

 Селективность (Selectivity):

• Определение: Селективность измеряет, насколько система концентрирует свою причинно-следственную силу на конкретном состоянии, а не распределяет её по множеству возможных состояний.
• Математически: Селективность — это вероятность того, что система выберет именно это состояние, а не какое-либо другое. 

• Пример: Если система с высокой вероятностью выбирает только одно состояние, её селективность будет высокой.

Перемножение информативности и селективности:

• Внутренняя информация (Intrinsic Information, ii) вычисляется как произведение информативности и селективности:  

Зачем перемножать?

• Информативность показывает, насколько система "делает разницу" (насколько она отклоняется от случайного поведения).
• Селективность показывает, насколько эта "разница" сконцентрирована на конкретном состоянии.
• Перемножение этих двух величин позволяет учесть оба аспекта:
• Если система сильно отклоняется от случайного поведения (высокая информативность), но её причинно-следственная сила распределена по множеству состояний (низкая селективность), то внутренняя информация будет низкой.
• Если система концентрирует свою причинно-следственную силу на одном состоянии (высокая селективность), но само отклонение от случайного поведения слабое (низкая информативность), то внутренняя информация также будет низкой.
• Высокая внутренняя информация возникает только тогда, когда система и сильно отклоняется от случайного поведения, и концентрирует эту силу на конкретном состоянии.

Философский смысл:

• Перемножение информативности и селективности отражает баланс между расширением и разбавлением:
• Расширение: Чем больше система (больше элементов), тем больше она может отклоняться от случайного поведения (высокая информативность).
• Разбавление: Однако, если система слишком большая, её причинно-следственная сила может быть "размазана" по множеству состояний (низкая селективность).
• Таким образом, внутренняя информация достигает максимума в системах, которые оптимально сбалансированы между размером и концентрацией причинно-следственной силы.

Все это оказывается основанным на физическом понимании информации и никак не включает субъективную значимость.

Интеграция

В соответствии с постулатом интеграции, недостаточно, чтобы система обладала причинно-следственной силой внутри себя и выбирала конкретное причинно-следственное состояние: она также должна определять свое максимальное причинно-следственное состояние таким образом, чтобы оно было несводимым. Это можно оценить, разделив набор единиц, составляющих систему, на отдельные части. Системная интегрированная информация ('s) затем количественно определяет, насколько внутренняя информация, заданная максимальным состоянием, уменьшается из-за разделения. Интегрированная информация оценивается по разделу, который вносит наименьшее различие, минимальному разделу (MIP), в соответствии с принципом минимального существования (см. Вставку 2).

Интегрированная информация очень чувствительна к наличию линий разлома - разделов, которые разделяют части системы, которые взаимодействуют слабо или направленно.

Что имеется в виду под "причинно-следственной силой"? Как может причина и следствие характеризоваться силой?

В теории интегрированной информации (IIT) "причинно-следственная сила" (cause–effect power) —это ключевое понятие, которое описывает способность системы влиять на своё собственное состояние (причинная сила) и быть подверженной влиянию со стороны своего состояния (следственная сила). 

Что такое причинно-следственная сила?

• Причинная сила (Cause Power): Это способность системы в текущем состоянии влиять на своё будущее состояние. Другими словами, это то, как текущее состояние системы определяет её следующее состояние.
• Следственная сила (Effect Power): Это способность системы в текущем состоянии быть результатом своего прошлого состояния. То есть, как текущее состояние системы зависит от её предыдущего состояния.

Вместе причинная и следственная сила описывают, как система "принимает и производит изменения" (take and make a difference) внутрисебя.

2. Как измеряется причинно-следственная сила?

В IIT причинно-следственная сила измеряется через вероятности переходов между состояниями системы. Эти вероятности описывают, как система может переходить из одного состояния в другое под воздействием своих внутренних взаимодействий.

• Матрица переходных вероятностей (Transition Probability Matrix, TPM):
• TPM описывает вероятности перехода системы из одного состояния в другое. Например, если система может находиться в состояниях A, B и C, TPM показывает, с какой вероятностью она перейдёт из A в B, из A в C и т.д.
• На основе TPM можно вычислить, насколько система отклоняется от случайного (хаотического) поведения, что и является мерой её причинно-следственной силы.

3. Почему причина и следствие характеризуются "силой"?

• "Сила" в данном контексте — это количественная мера того, насколько система эффективно влияет на своё собственное состояние (причинная сила) и насколько она чувствительна к своему прошлому состоянию (следственная сила).
• Эта "сила" измеряется через информацию, которую система передаёт между своими состояниями. Чем больше информации система передаёт (или сохраняет), тем выше её причинно-следственная сила.

4. Пример:

Представим простую систему из двух бинарных элементов (например, нейронов), которые могут находиться в состояниях "включён" (1) или "выключен" (0).

• Причинная сила: Если текущее состояние системы (например, [1, 0]) с высокой вероятностью определяет её следующее состояние (например, [0, 1]), то система обладает сильной причинной силой.
• Следственная сила: Если текущее состояние системы (например, [1, 0]) с высокой вероятностью зависит от её предыдущего состояния (например, [0, 1]), то система обладает сильной следственной силой.

В этом случае причинно-следственная сила системы будет высокой, если её состояния сильно связаны между собой, и низкой, если состояния почти независимы.

5. Несводимость причинно-следственной силы:

• В соответствии с постулатом интеграции, система должна не просто обладать причинно-следственной силой, но и быть несводимой. Это означает, что её причинно-следственная сила не может быть объяснена через независимые части системы.
• Несводимость измеряется через интегрированную информацию (Φ), которая показывает, насколько система как целое больше, чем сумма её частей. Если система может быть разделена на независимые части без потери причинно-следственной силы, то она не является интегрированной и, следовательно, не может быть сознательной.

6. Философский смысл:

• Причинно-следственная сила в IIT — это не просто абстрактное понятие, а операционная мера, которая может быть вычислена на основе наблюдаемых и манипулируемых свойств системы.
• Она отражает способность системы существовать для себя (intrinsic existence), то есть быть причиной и следствием своих собственных состояний, что, согласно IIT, является основой сознания.

Итог:

"Причинно-следственная сила" в IIT —это мера того, насколько система эффективно влияет на своё собственное состояние и насколько она зависит от своего прошлого состояния. Она измеряется через вероятности переходов между состояниями системы и отражает её способность "принимать и производить изменения". Эта сила должна быть несводимой, то есть система должна быть интегрирована в единое целое, чтобы считаться сознательной.

Если понимать все это как способность системы в текущем состоянии влиять на своё будущее состояние, то, как текущее состояние системы определяет её следующее состояние и применить к процессу осознания, то возникает очень интересная и верная корреляция:

Информация оказывается контекстом для работы процесса осознания, а процесс осознания поставляет новую, дополняющую информацию, которая становится новым контекстом для следующего шага.

Если Тонони именно это имел в виду, то непонятно, почему он не сказал это прямо простыми словами? Вероятно, он слишком оказался ограничен математическим формализмом, который заменил ему схемотехническое описание процесса. В таком случае теория Тонони очень адекватно, но и очень своеобразно (с требованием переопределения многих понятий) описывает весь процесс осознания (fornit.ru/68516).

Но фраза “Она (система) измеряется через вероятности переходов между состояниями системы”– тут же вносит сомнение... потому что никакой такой вероятности нет в процессе осознания или ее тоже следует как-то переопределить.

Исключение

Многие перекрывающиеся наборы единиц могут иметь положительное значение интегрированной информации ('s). Однако постулат исключения требует, чтобы субстрат сознания состоял из определенного набора единиц, ни больше, ни меньше. Более того, единицы, обновления и состояния должны иметь определенную зернистость. Оперативно постулат исключения обеспечивается путем выбора набора единиц, который максимизирует интегрированную информацию над собой ('

s), основываясь снова на принципе максимального существования (см. Вставку 2). Этот набор единиц называется максимальным субстратом или комплексом. Над универсальным субстратом наборы единиц, для которых интегрированная информация является максимальной по сравнению со всеми конкурирующими кандидатными системами с перекрывающимися единицами, могут быть оценены рекурсивно (путем идентификации первого комплекса, затем второго комплекса и так далее). И в самом деле процесс осознания является рекурсивной функцией обработки стимула, с каждым шагом которой исходная информированность дополняется новой.

Состав
После того как комплекс был идентифицирован, его причинно-следственная структура должна быть охарактеризована путем рассмотрения всех его подмножеств и полного раскрытия его причинно-следственной силы.

Обычно причинные модели рассматриваются либо в холистических терминах, как переходы состояний системы в целом (1), либо в редукционистских терминах, как описание отдельных единиц системы и их взаимодействий (2) [36]. Однако для учета структуры опыта рассмотрение только причинно-следственной силы отдельных единиц или системы в целом было бы недостаточным [20, 36]. Вместо этого, согласно постулату композиции, мы должны оценивать причинно-следственную структуру системы, учитывая причинно-следственную силу её подмножеств, а также их причинные связи.

Чтобы внести вклад в причинно-следственную структуру комплекса, подмножество системы должно как принимать, так и создавать различия (как требуется существованием) внутри системы (как требуется внутренностью). Подмножество M⊆SM⊆S в состоянии M=mM=m называется механизмом, если оно связывает причинное и следственное состояния над подмножествами единиц Zc/e⊆SZc/e​⊆S, называемыми областями. Механизм вместе с указанными им причинным и следственным состояниями называется причинным различием. Различия оцениваются на основе того, удовлетворяют ли они всем постулатам IIT (за исключением композиции). Для каждого механизма причинно-следственное состояние — это то, которое имеет максимальную внутреннюю информацию (iiii), а причинные и следственные области — это те, которые дают максимальное значение интегрированной информации (ϕϕ) внутри комплекса, то есть те, которые максимально нередуцируемы.

Различия, чьи причинные или следственные состояния перекрываются конгруэнтно внутри системы (над одним и тем же подмножеством единиц в одном и том же состоянии), связаны причинными отношениями. Отношения также имеют связанное значение интегрированной информации (ϕrϕr​), соответствующее их нередуцируемости.

Различия (и связанные с ними отношения), существующие для комплекса, — это только те, чьи причинно-следственные состояния конгруэнтны причинно-следственному состоянию комплекса как целого. Вместе эти различия и отношения составляют причинно-следственную структуру комплекса в его текущем состоянии. Причинно-следственная структура, заданная комплексом, называется ΦΦ-структурой. Сумма интегрированной информации её различий и отношений составляет структурированную информацию (ΦΦ) комплекса.

В дальнейшем мы предоставим формальное описание анализа IIT. Первая часть демонстрирует, как идентифицировать комплексы. Это требует, чтобы мы (а) определи причинно-следственное состояние системы в её текущем состоянии, (б) оценили интегрированную информацию системы (ϕsϕs​) над этим причинно-следственным состоянием и (в) искали итеративно максимумы интегрированной информации (ϕsϕs​) внутри универсума. Вторая часть описывает, как применяются постулаты IIT для раскрытия причинно-следственной структуры комплекса. Это требует, чтобы мы идентифицировали причинные различия, заданные подмножествами единиц внутри комплекса, и причинные отношения, определяемые способом перекрытия различий, что дает причинно-следственную структуру системы и её структурированную информацию ΦΦ.

Все эти формализации с использованием математических конструкций, представляются необоснованно сложными и запутанными. Сам процесс более прост в своей сущности и не требует таких формализаций. Это лишний раз демонстрирует неприемлемость математики в описании схемотехнических систем.

Блок 2. Онтологические принципы IIT
Принцип бытия
Принцип бытия утверждает, что быть — значит обладать причинно-следственной силой. Другими словами, в физических, операционных терминах, чтобы существовать, необходимо быть способным принимать и создавать различия это слишком философское утверждение. Этот принцип тесно связан с так называемым элеатическим принципом, который можно найти в диалоге Платона «Софист» [37]: «Я утверждаю, что всё, обладающее каким-либо видом силы, либо чтобы делать что-то с чем-то другим, либо чтобы быть затронутым в малейшей степени малейшей причиной, даже в единичном случае, имеет реальное существование: ибо я утверждаю, что сущности есть не что иное, как сила». Подобный принцип можно найти в работах буддийского философа Дхармакирти: «Всё, что имеет причинные силы, действительно существует» [38]. Заметим, что элеатический принцип формулируется как дизъюнкция (либо делать что-то..., либо быть затронутым...), тогда как принцип бытия IIT представлен как конъюнкция (принимать и создавать различия).

Принцип максимального существования
Принцип максимального существования утверждает, что в отношении существенного требования для существования, существует то, что существует в наибольшей степени. Этот принцип предлагается IIT как хорошее объяснение того, почему состояние системы, заданное комплексом, и причинно-следственные состояния, заданные его механизмами, таковы, каковы они есть. Он также предоставляет критерий для определения набора единиц, составляющих комплекс — тот, который имеет максимально нередуцируемую причинно-следственную силу, для определения подмножеств единиц, составляющих различия и отношения, которые составляют его причинно-следственную структуру, и для определения гранулярности единиц. Например, рассмотрим набор кандидатов в комплексы, перекрывающихся на одном и том же субстрате. Согласно постулатам интеграции и исключения, комплекс должен быть как единым, так и определённым. Согласно принципу максимального существования, комплекс должен быть тем, который имеет наибольшие основания для существования как одна сущность, измеряемые интегрированной информацией системы (ϕsϕs​). По той же причине кандидаты в комплексы, которые перекрываются на том же субстрате, но имеют меньшее значение ϕsϕs​, исключаются из существования. Другими словами, если наличие максимального ϕsϕs​ является причиной для присвоения существования как единого комплекса набору единиц, то это также причина для исключения из существования любого перекрывающегося набора, не имеющего максимального ϕsϕs​.

Принцип минимального существования
Другой ключевой принцип IIT — это принцип минимального существования, который дополняет принцип максимального существования. Этот принцип утверждает, что в отношении существенного требования для существования, ничто не существует больше, чем минимально необходимо для его существования. Этот принцип предлагается IIT как хорошее объяснение того, почему, учитывая, что система может существовать как одна система только в том случае, если она нередуцируема, её степень нередуцируемости должна оцениваться по разделению, на котором она наименее нередуцируема (минимальное разделение). Аналогично, различие внутри системы может существовать как одно различие только в той степени, в которой оно нередуцируемо, и его степень нередуцируемости должна оцениваться по разделению, на котором оно наименее нередуцируемо. Более того, набор единиц может существовать как система или как различие внутри системы только в том случае, если он задаёт как нередуцируемую причину, так и нередуцируемое следствие, поэтому его степень нередуцируемости должна быть минимальной между нередуцируемостью на стороне причины и на стороне следствия [39].

Все эти принципы представляются излишне философичными, излишне усложняющими и не отражают суть системы индивидуальной адаптивности.

Идентификация субстратов сознания через существование, внутренность, информацию, интеграцию и исключение

Наша отправная точка — это субстрат U в текущем состоянии U = u с матрицей переходных вероятностей (TPM) TU (1). Мы рассматриваем любое подмножество s ⊆ u как возможный комплекс и называем набор единиц S ⊆ U кандидатной системой. (Обратите внимание, что s, в небольшом злоупотреблении обозначениями, относится как к подмножеству единиц в состоянии, так и к самому состоянию.)

Согласно постулату внутренности, единицы W = U S фиксируются в их текущем состоянии w ∈ W на протяжении всего анализа кандидатной системы S (условная причинность). Соответственно, мы получаем TPM TS кандидатной системы S из её внутренней функции переходных вероятностей:

где w = u s.

Внутренняя информация iic/e — это мера внутренней причинной/эффективной силы, которую система S в своём текущем состоянии s оказывает на себя, выбирая конкретное причинное/эффективное состояние ŝ. Причинно-эффективное состояние, для которого внутренняя информация (iic и iie) максимальна, называется максимальным причинно-эффективным состоянием s0 = {s0c, s0e}. Интегрированная информация φs — это мера нередуцируемости причинно-эффективного состояния по сравнению с направленным разделением системы ψ0, которое меньше всего влияет на максимальное причинно-эффективное состояние (минимальное разделение, или MIP). Системы, для которых интегрированная информация максимальна (φ*s) по сравнению с любой конкурирующей кандидатной системой с перекрывающимися единицами, называются максимальными субстратами или комплексами.

Формализм IIT 4.0 для измерения интегрированной информации φs системы и идентификации максимальных субстратов был впервые представлен в [16]. Пример того, как идентифицировать комплексы в простой системе, приведён на рис. 1, а сравнение с предыдущими версиями (IIT 1.0, IIT 2.0 и IIT 3.0) можно найти в A.2. Краткое описание алгоритма IIT включено в A.4.

Существование, внутренность и информация: Определение максимального причинно-эффективного состояния кандидатной системы

Имея причинную модель TS (3), мы хотим идентифицировать максимальное причинно-эффективное состояние, заданное системой в её текущем состоянии над собой, и количественно оценить причинную силу, с которой она это делает. При этом мы количественно оцениваем причинно-эффективную силу системы с её внутренней перспективы, а не с перспективы внешнего наблюдателя (см. Box 1).

Внутренняя информация системы ii

Внутренняя информация ii(s, ŝ) измеряет причинную силу системы S над собой для её текущего состояния s над конкретным причинным/эффективным состоянием ŝ. Внутренняя информация зависит от интервенционных условных вероятностей и неограниченных вероятностей причинных/эффективных состояний и является произведением избирательности и информативности.

На стороне эффекта внутренняя эффектная информация iie текущего состояния s над возможным эффектным состоянием ŝ определяется как:

Здесь pe(ŝ | s) = p(ŝ | s) (3) — это интервенционная условная вероятность того, что текущее состояние S = s производит эффектное состояние ŝ, как указано в TS.

pe(ŝ) определяется как маргинальная вероятность ŝ, усреднённая по всем возможным текущим состояниям S с равной вероятностью

(где |S| обозначает мощность пространства состояний S).

На стороне причины внутренняя причинная информация iic текущего состояния s над возможным причинным состоянием ŝ определяется как:

Здесь pc(ŝ | s) — это интервенционная условная вероятность того, что текущее состояние S = s было произведено ŝ. Последнее выводится из TS с использованием правила Байеса, где мы снова присваиваем равномерный априорный вес состояниям ŝ:

таким образом,

Информативность (по сравнению со случайностью)

В (4) и (6) логарифмический член (по основанию 2) называется информативностью. Обратите внимание, что информативность выражается в терминах вероятностей эффекта как для iie (4), так и для iic (6). Однако iie (4) оценивает увеличение вероятности эффектного состояния из-за текущего состояния, в то время как iic (6) оценивает увеличение вероятности текущего состояния из-за причинного состояния.

В соответствии с постулатом существования, система S в состоянии s обладает причинно-эффективной силой (она принимает и создаёт различие), если она повышает вероятность возможного эффектного состояния по сравнению со случайностью, то есть по сравнению с её неограниченной вероятностью:

и если вероятность текущего состояния повышается выше случайности возможным причинным состоянием:

Информативность аддитивна по количеству единиц: если система задаёт причинное или эффектное состояние с вероятностью p = 1, её причинная сила увеличивается аддитивно с количеством единиц, состояния которых она полностью задаёт (расширение), при условии, что вероятность всех состояний уменьшается экспоненциально.

Слишком сложно и запутано...

Далее следует сплошная “математика”, которая представляется неуместной для описания системы индивидуальной адаптивности (вот почему: fornit.ru/67666). Это так же глупо как пытаться формализовать математически работу телевизора, и так же чревато ошибками.

Видимо из-за такого чрезмерного увлечения попытками мат.формализации там мало переводных работ Тонони. Но даже по тому, что возможно разобрать, ясно, что Тонони крепко стоит на плчечах Б.Баарса (fornit.ru/67666), и хотя Баарс на столь явно говорил об субъективной информации, но он дал все самые общие и наглядные представления об общей информационной кртине. Тонони, в отличие от Баарса, в большей степени старался объяснить суть субъективных переживаний.

Сравнивая с  МВАП  теория Тонони выглядит как совершенно иной язык описания, если, конечно, делать усилия для нахождения аналогий. Но главная идея необходимости общего накопителя постоянно с каждым осознанием меняющейся информации – верна. И она явно навеяна идеями Б,Баарса (fornit.ru/70033).

Но  МВАП  не стоит на плечах Баарса и Тонони, потому что аналогия с идеями этих ученых выявилась уже после того, как был построен прототип индивидуальной системы адаптивности Beast (fornit.ru/vak1).

Далее – попытка в общем виде интерпретировать теорию Тонони.

Общее резюме теории интегрированной информации (IIT)

Теория интегрированной информации (IIT) представляет собой теорию сознания, которая пытается объяснить, что такое сознание, как его измерить и как оно связано с физическими системами. Основные положения IIT можно резюмировать следующим образом:

Основные аксиомы сознания

IIT начинается с нескольких аксиом, которые считаются самоочевидными свойствами любого сознательного опыта:

Существование: Сознание существует.

Внутренность: Сознание существует для себя, а не для внешнего наблюдателя.

Информативность: Каждый опыт является специфическим и отличается от других возможных опытов.

Интегрированность: Сознание является единым целым, а не просто набором отдельных частей.

Исключение: Каждый опыт является определенным и имеет четкие границы.

Состав: Сознание имеет структуру, состоящую из взаимосвязанных различий и отношений.

Постулаты физического существования

На основе этих аксиом IIT формулирует постулаты о том, каким должно быть физическое воплощение сознания:

Причинно-следственная сила: Субстрат сознания должен обладать причинно-следственной силой, то есть его части должны влиять друг на друга.

Внутренняя причинно-следственная сила: Субстрат сознания должен оказывать причинно-следственное воздействие сам на себя.

Специфическая причинно-следственная сила: Субстрат сознания должен выбирать конкретное причинно-следственное состояние.

Унитарная причинно-следственная сила: Субстрат сознания должен определять свое причинно-следственное состояние как единое целое.

Определенная причинно-следственная сила: Субстрат сознания должен определять свое причинно-следственное состояние как этот набор единиц.

Структурированная причинно-следственная сила: Подмножества его единиц должны определять причинно-следственные состояния над подмножествами единиц (различия), которые могут перекрываться друг с другом (отношения), давая причинно-следственную структуру или Φ-структуру («Фи-структуру»).

Ключевые концепции

Φ (Фи): Мера интегрированной информации, которая указывает, насколько система едина и не может быть разделена на независимые части без потери информации. Чем выше Φ, тем более сознательной считается система.

Максимальный комплекс: Система с максимальным значением Φ, которая считается основным субстратом сознания.

Причинно-следственная структура: Специфический способ, которым элементы системы влияют друг на друга, определяя качество сознательного опыта.

Основные положения IIT

Сознание связано с количеством интегрированной информации, которую генерирует система.

Любая система, обладающая достаточно высокой степенью интегрированной информации, является сознательной.

Качество сознательного опыта определяется структурой причинно-следственных связей в системе.

Значение IIT

IIT предлагает новый подход к пониманию сознания, который связывает субъективный опыт с объективными физическими свойствами. Теория имеет потенциал для:

Попытка простыми словами с примерами описать суть теории Тонони

Теория интегрированной информации (IIT), разработанная Джулио Тонони, пытается объяснить, что такое сознание и как оно возникает. Основная идея теории заключается в том, что сознание — это результат интегрированной информации, которая возникает в сложных системах, способных обрабатывать информацию внутри себя. В теории  МВАП  интегрированная информация – и есть субъективное переживание, тут важна суть явления информированности.

Теория интегрированной информации Тонони говорит, что сознание возникает в системах, которые:

1. Обрабатывают информацию.
2. Интегрированы (их части взаимодействуют как единое целое).
3. Имеют сложную причинно-следственную структуру (Φ-структуру).

Основная идея:

Сознание — это не просто результат работы мозга, а свойство любой системы, которая обладает определённой структурой и способностью обрабатывать информацию. Чем больше система интегрирована (то есть чем больше её части взаимодействуют друг с другом как единое целое) и чем больше информации она обрабатывает, тем выше уровень сознания. В теории  МВАП  сознание возможно только в системе адаптивности, использующего значимости образов, происходящие из состояния жизненных параметров системы гомеостаза.

Ключевые понятия:

1. Интегрированная информация (Φ, "фи"):
• Это мера того, насколько система информированности больше, чем сумма её частей. Если систему можно разделить на независимые части без потери информации, то её Φ будет низкой. Если система неразложима на независимые части, то её Φ будет высокой. Такая детализация с позиции  МВАП  представляется избыточной.
• Пример: Представьте оркестр. Если каждый музыкант играет независимо, то это просто шум (низкая Φ). Но если все музыканты играют вместе, создавая гармонию, то это единое произведение (высокая Φ). И еще точнее, когда музыкант начинает, а другие по очереди вступают уже на такой основе.
2. Причинно-следственная сила:
• Это способность системы влиять на своё собственное состояние (причинная сила) и зависеть от своего прошлого состояния (следственная сила). С точки зрения  МВАП  нет такой необходимости, система информированности просто меняется в ходе осмысления, дополняясь все новой информацией. Информация не влияет до другую информацию, а дополняет ее. Решения принимает не информация, а другие процессы осмысления в контексте имеющейся информированности.
• Пример: Представьте светофор. Если он переключается с красного на зелёный в зависимости от времени, то у него есть причинно-следственная сила. Но если он просто мигает случайно, то его причинно-следственная сила низкая.
3. Φ-структура:
• Это "карта" причинно-следственных связей внутри системы. Она описывает, как разные части системы влияют друг на друга. У системы информации нет непосредственной причинно-следственной связи между ее элементами. Причинно-следственные связи устанавливаются в ходе отражения взаимосвязей образов и сохраняются в памяти.
• Пример: В мозге Φ-структура — это связи между нейронами, которые создают сложные паттерны активности, образуя структуры памяти жизненного опыта, которые и являются источником информации.

Как это работает:

1. Система должна быть интегрирована:
• Система информированности должна быть единым целым, а не просто набором независимых частей.  С точки зрения  МВАП  отдельные составляющие информации, составляющие систему информированности, возникают не спонтанно, а в результате совершенно определенных запросов к памяти прошлого опыта. Поэтому вся информированность оказывается взаимосвязанной в общую картину понимания.
• Пример: Мозг — это интегрированная система, потому что нейроны взаимодействуют друг с другом, создавая сложные сети. А вот куча песка — это не интегрированная система, потому что песчинки почти не взаимодействуют друг с другом.
2. Система должна обрабатывать информацию:
• Система должна не просто передавать информацию, но и создавать новые паттерны, которые нельзя свести к простой сумме её частей.
• Пример: Когда вы смотрите на картину, ваш мозг не просто регистрирует цвета и формы, а создаёт целостный образ, который нельзя разложить на отдельные пиксели.
3. Сознание — это Φ-структура:
• Согласно IIT, сознание — это не просто активность мозга, а сама структура причинно-следственных связей (Φ-структура). Чем сложнее и интегрированнее эта структура, тем выше уровень сознания.

С точки зрения  МВАП  нет корреляции между сложность общей информационной картины и уровнем сознания. Уровень осознания – результат эволюционного усложнения механизмов осознания, когда более древние и простые не справляются с проблемой.

• Пример: Когда вы спите без сновидений, активность мозга есть, но Φ-структура простая, основанная на значимостях и простых правилах. Когда вы бодрствуете, Φ-структура сложная, и вы осознаёте себя и окружающий мир на том уровне сложности, какой требуется для решения проблемы принятия решений.

О теории Тонони есть статья, обобщающая представления по результатам интерпретации различных статей.

Критика теории интегрированной информации Тонони

Теория интегрированной информации (Integrated Information Theory, IIT), предложенная Джулио Тонони, 

утверждает, что сознание может быть количественно измерено с помощью показателя Φ (фи), который отражает уровень интеграции информации в системе. Вот основные пункты критики:

1. Вычислительная сложность

• Проблема: Расчет Φ для реальных систем, особенно для мозга, крайне сложен и требует огромных вычислительных ресурсов. Даже для относительно простых систем точный расчет Φ может быть практически невозможен. Это означает невозможность верификации теории.
• Критика: Это делает теорию трудноприменимой на практике, особенно в контексте нейробиологии, где системы чрезвычайно сложны.

2. Отсутствие эмпирической проверки

• Проблема: IIT предлагает теоретическую модель, но ее трудно проверить экспериментально. Нет надежных методов для измерения Φ в живых системах.
• Критика: Без эмпирической проверки теория остается спекулятивной и не может быть окончательно подтверждена или опровергнута.

3. Контрпримеры и парадоксы

• Проблема: IIT предсказывает, что даже простые системы, такие как фотонные кристаллы или компьютерные чипы, могут обладать ненулевым Φ и, следовательно, некоторым уровнем сознания.
• Критика: Это приводит к парадоксальным выводам, например, что небиологические системы могут быть "сознательными", что противоречит интуитивному пониманию сознания. Это недопустимая вульгарность.

4. Субъективность сознания

• Проблема: IIT фокусируется на объективных измерениях интеграции информации, но не учитывает субъективные аспекты сознания, такие как qualia (субъективные переживания). Они просто устраняются тем, что объявляются физической сущьностью.
• Критика: Теория не объясняет, как именно интеграция информации приводит к субъективному опыту, что является одной из главных загадок сознания.

5. Избыточная сложность

• Проблема: IIT вводит множество сложных понятий и математических конструкций, которые могут быть избыточными для объяснения сознания.
• Критика: Некоторые исследователи считают, что теория слишком сложна и что более простые объяснения могут быть более эффективными.

6. Неясность в определении "интеграции"

• Проблема: Понятие "интеграции информации" в IIT остается не до конца ясным. Как именно информация должна быть интегрирована, чтобы возникло сознание?
• Критика: Без четкого определения трудно понять, как применять теорию на практике или как интерпретировать ее предсказания.

7. Проблема причинно-следственной структуры

• Проблема: IIT утверждает, что сознание связано с причинно-следственной структурой системы. Однако неясно, как именно эта структура должна быть организована, чтобы возникло сознание. Хотя именно это хорошо резонирует с алгоритмом процесса осознания в  МВАП .
• Критика: Это делает теорию слишком абстрактной и трудной для применения к конкретным случаям.

Теория интегрированной информации Тонони представляет собой попытку количественно описать сознание, но она сталкивается с серьезными вызовами, связанными с ее практической применимостью, эмпирической проверяемостью и философскими основаниями. 

С точки зрения  МВАП  в теории Тонони есть следующие особенности:

Самое важное: Тонони никак не рассматривает значимость образов – как основу для вектора адаптивности на всех уровнях гомеостатической регуляции, в том числе на уровне психики. Информированность, смысл, создавание значимости составляет основу сознания. Вместо этого информация трактуется в терминах антиэнтропии.

Тонони вокруг и около говорит о контекстной роли информации, но нигде этого не определяет конкретно.

Тонони просто объявляет информацию физической сущностью и считает, что этим он отвечает на вопрос о сути субъективных переживаний.

Тонони использует математики как метод формализации живых адаптивных систем и, тем самым, демонстрирует ее полную бесполезность в таком качестве, в то время как лучшей системой формального описания тут является схемотехника.

При этом Тонони удается полунамеками показать систему обновления информации в процессе итерации шагов осмысления. В такой системе обновляемая информированность и представляет собой квалиа со стороны ее переживания субъектом, хотя эта информированность представлена структурой информации, пополняемой с каждым шагом осмысления и образующей контекст понимания для выбора следующего шага. Вот это представляется гениальной эвристикой Тонони. К сожалению она погрязает в математическом формализме.