Быть собой: новая теория сознания

Для любой живой системы состояние «бытия в живых» означает проактивный поиск определенного набора состояний, в которых она раз за разом пребывает, будь то температура тела, сердцебиение (те самые физиологические «существенные переменные», о которых мы говорили в предшествующей главе) или устройство белковых комплексов и организация передачи энергии у одноклеточной бактерии. Это статистически ожидаемые, низкоэнтропийные состояния, обеспечивающие пребывание системы в живых, — те самые состояния, которые ожидаются для данного конкретного существа[272].

Важно помнить, что живые системы не замкнуты и не изолированы. Они находятся в постоянном открытом взаимодействии со средой, из которой добывают ресурсы, питание и информацию. Именно за счет этой открытости живые системы и получают возможность участвовать в энергозатратной деятельности по поиску статистически ожидаемых состояний, минимизировать энтропию и противостоять второму закону термодинамики.

С точки зрения живого существа, значимая энтропия — это энтропия сенсорных состояний, то есть тех, которые позволяют ему контактировать с окружающей средой. Представьте себе самую простую живую систему — одиночную бактерию. Чтобы выжить, ей требуются определенные питательные вещества, и она способна улавливать концентрацию этих веществ в непосредственно окружающей ее среде. Ожидая уловить высокую концентрацию веществ и активно выискивая посредством своих движений ожидаемые сенсорные сигналы, этот простой организм поддерживает себя в ряде состояний, причисляющих его к живым. Иными словами, улавливание высокой концентрации питательных веществ — это для бактерии статистически ожидаемое состояние, в котором она стремится пребывать снова и снова.

Согласно ПСЭ, то же самое происходит и с остальными. В конечном итоге всем организмам — не только бактериям, — чтобы оставаться в живых, необходимо минимизировать свою сенсорную энтропию, тем самым обеспечивая пребывание в статистически ожидаемых состояниях, совместимых с выживанием.

И вот здесь мы добираемся до сути принципа свободной энергии, который призван ответить на вопрос: как живым системам удается на практике минимизировать свою сенсорную энтропию? Обычно, чтобы минимизировать некую величину, система должна обладать способностью ее измерить, но проблема с сенсорной энтропией в том, что отследить ее или измерить напрямую нельзя. Система не может «судить» о неожиданности своих ощущений по самим ощущениям. (Приведу аналогию: насколько неожиданна для нас цифра шесть? Без контекста мы на этот вопрос ответить не сможем.) Именно поэтому сенсорная энтропия резко отличается от таких параметров, как уровень освещенности или концентрация питательных веществ в непосредственной близости, то есть тех, которые организм способен отследить напрямую с помощью чувств и которые служат для того, чтобы направлять поведение.

Вот тут-то на сцену выходит свободная энергия. Пусть вас не смущает название, оно восходит к появившимся в XIX в. формулировкам теории термодинамики[273]. Нам для наших задач достаточно будет рассматривать свободную энергию как величину, которая аппроксимирует сенсорную энтропию, и что особенно важно, организм способен эту величину измерить, а значит, и минимизировать[274].

Теперь, воспользовавшись ПСЭ, мы можем сказать, что организм поддерживает себя в состояниях низкой энтропии, обеспечивающих продолжение его существования за счет активной минимизации измеримой величины под названием «свободная энергия». Но что же такое эта свободная энергия с точки зрения организма? Как выясняется после некоторого жонглирования математическими выкладками, свободная энергия — это, по сути, то же самое, что сенсорные ошибки прогнозирования[275]. Минимизируя сенсорные ошибки прогнозирования, как при прогнозной обработке и активном выводе, организм минимизирует и эту теоретически более основательную величину свободной энергии.

Эта взаимосвязь означает среди прочего, что ПСЭ подтверждает изложенную в предшествующей главе идею: живые системы обладают, или выступают, моделями своей среды. (Точнее, моделями источников своих сенсорных сигналов.) Происходит это потому, что в прогнозной обработке, как мы видели в главе 5, модели должны поставлять прогнозы, которыми, в свою очередь, определяются ошибки прогнозирования. Согласно ПСЭ, именно благодаря тому, что система обладает или выступает моделью, у нее появляется возможность судить о (статистической) степени неожиданности ее ощущений. (Если вы убеждены, что пресловутая цифра шесть не болтается во внеконтекстном вакууме, а выпала на одной из граней игральной кости, вы вполне способны оценить, насколько это неожиданно.)