«высокоуровневое описание» исключительно восходящего каузального процесса, которое мы используем ради удобства, как подразумевают некоторые варианты философского принципа супервентности. Супервентность просто означает, что высокоуровневые описания когнитивных явлений – психологические описания таких процессов, как сознательное принятие решений, – должны соответствовать физическим взаимодействиям, происходящим на уровне атомов в мозге. В противном случае мы имели бы дело с субстанциальным дуализмом, который является мистическим понятием.

В редукционистской модели супервентности физика микроскопических частиц полностью определяет психические процессы в мозге, то есть опыт принятия решений является иллюзией. Если это так, то ни разум, ни информация не могут быть истинными источниками причинности, поскольку всю работу выполняют частицы, взаимодействующие друг с другом на нижнем уровне. Однако из новых теоретических работ следует, что это доказуемо неверно.

Джулио Тонони и Эрик Хоэль взялись математизировать эмерджентность причинной силы, используя формулировки, заимствованные из каузального анализа Джуды Перла, также заложившего математические основы теории интегрированной информации. В отмеченной наградами статье 2016 года под названием «Агент наверху, атом внизу: как агенты причинно возникают из их исходной микрофизики» Хоэль изложил свою теорию возникновения причинности.

Макросостояние – вот что важно

Хоэль показал, что динамическую эволюцию системы, означающую ее закономерный переход из одного состояния в другое, можно проанализировать на разных масштабах, чтобы определить, является ли система агентом с причинной силой или неодушевленной системой, не контролирующей свое будущее. Анализ в микроскопическом масштабе позволяет моделировать систему на уровне столкновения частиц, в то время как макроскопический анализ нужен для моделирования закономерностей информационного потока между областями мозга. Если эволюцию системы можно предсказать более точно и надежно, рассматривая причинные взаимодействия на макроскопическом уровне, значит, в системе должна быть обрабатываемая информация. Наличие «избыточной каузальной работы», которую можно отнести к макромасштабу – целому, которое количественно больше суммы его частей, – указывает на «возникновение причинности», то есть на появление агента, обладающего причинной силой.

Как считает Хоэль, ставящий своей конечной целью понять связь между причинностью и сознанием, причинная сила сосредоточена не в микрофизике, а на макроуровне, поскольку информация закодирована в многократно реализуемом паттерне организации системы. Как мы узнали в девятой главе, множественная реализуемость означает, что один и тот же функциональный паттерн может реализовываться на разных субстратах. Поскольку множество различных микросостояний (уникальных молекулярных структур) могут реализовать эквивалентный общий паттерн (макросостояние), то нюансы микросостояния каузально неважны. Паттерн командует частицами, а не наоборот.

В статье под названием «Побег из Флатландии. Крах детерминизма приведет к краху редукционизма» нейрогенетик Кевин Митчелл, автор книги «Врожденное: как устройство нашего мозга формирует нашу личность», объясняет, что в причинности главное – макросостояние:

Конечно, макроскопическое состояние в целом зависит от конкретного микросостояния, но может существовать целый ряд таких микросостояний, соответствующих одному и тому же макросостоянию. И другой ряд микросостояний, соответствующих другому макросостоянию. Если эволюция системы зависит от таких грубых макросостояний (а не от частных деталей на более низком уровне), то возникает нечто действительно интересное – идея о том, что информация может обладать причинной силой в иерархической системе и, если брать шире, во Вселенной.

У Сары Уокер есть схожие неброские, но крайне важные высказывания о причинной силе макросостояний: «Теории и теоретики потенциально могут влиять на динамику на более низких уровнях. Макросостояния могут не просто являться предикторами, то есть информационными свойствами эмерджентных агентов, но также играть определенную роль в причинной структуре реальности»3.

Теперь в вопросе «каким образом разум может управлять материей?» давайте заменим слово «разум» на слово «информация» и посмотрим, сохранится ли парадокс психофизики. Как информация управляет частицами? Это вопрос, на который мы начинаем получать ответ с математической и механистической точностью. Работы Хоэля о возникновении причинности вдохновили нескольких новых звезд нейробиологии, таких как Робин Кархарт-Харрис, специализирующийся на исследованиях психоделиков, и Анил Сет, занимающийся проблемами сознания, на дальнейшие количественные исследования нисходящей причинности.

Статья, которую они написали в соавторстве с постдокторантом Имперского колледжа Лондона Фернандо Росасом, под названием «Согласование эмерджентностей: теоретико-информационный подход к выявлению каузальной эмерджентности в многомерных данных», показывает, что есть математические инструменты, помимо каузального анализа Перла, описывающие причинную динамику и статистическую механику различных видов причинности высшего уровня в терминах информационных потоков. В этой статье авторы определяют новое явление, которое они называют причинным разделением:

В дополнение к нисходящей причинности, причинное разделение имеет место, когда коллективные свойства обладают непреодолимой причинной властью над другими коллективными свойствами. Интересно, что свойство, демонстрирующее чистое причинное разделение, можно рассматривать как «живущее собственной жизнью», своего рода статистический призрак, который закрепляется с течением времени, не испытывая влияния какой-либо отдельной части системы и не влияя на нее.

Создают ли возникающие в мозге скоординированные вихри активности и информации призрак в машине в буквальном смысле слова? Если да, то, возможно, Декарт не так уж и сильно ошибался. Проблема психофизики внезапно перестает казаться такой загадочной, а трудная проблема уже не выглядит такой трудной. Вспомните, как в двадцатом веке Рольф Ландауэр из IBM доказал, что «информация физична», и если принять этот факт, дилемма дуализма, или, по крайней мере, большая ее часть, исчезает. Разум может влиять на физический мир без каких-либо парадоксов, потому что мысли – это всего лишь частные случаи информации в действии.

Хотя агентность или контроль – это свойство, присутствующее в простой живой материи, оно, похоже, не является тем же самым, что свобода воли. Бактерия, осуществляющая хемотаксис, предсказуемо плывет к химической пище и прочь от токсинов. Итак, если поведение предсказуемо для нас (пусть и не идеально предсказуемо в том смысле, в каком это представлял себе Лаплас, но статистически предсказуемо с высокой степенью достоверности), то в какой мере свободой выбора обладает бактерия, ощущающая химический градиент? Обычно она ведет себя так, как ожидается, без каких-либо колебаний, а следовательно, и без поведенческих признаков раздумий или осознанного мышления.

Мы, конечно, можем назвать это целенаправленным или телеологическим поведением, поскольку оно ориентировано на цель или конечный результат, как охарактеризовал его Аристотель более двух тысячелетий назад, однако такой агент, по-видимому, не обладает каким-либо сознательным восприятием. Почему? Потому что простой организм без мозга не реагирует адаптивным образом ни на какие переменные, которых не наблюдалось в окружающей среде на протяжении эволюционной истории, сформировавшей внутреннюю модель данного вида. Он «знает» только то, что закодировано в его геноме, и «слеп» ко всему остальному. Это позволяет предположить, что адаптивная система – это автомат, бездумно следующий встроенной когнитивно-поведенческой программе.

Хотя агентная причинность, похоже, не совсем приводит нас к свободе воли, она все же приближает нас к ней на один шаг.