Происхождение сознания

[novice]

3. Рассеяние неживых физсистем компенсируется концентрацией живых систем

Несколько мутная фраза. Что кого компенсирует? Масса биосферы слишком мала, чтобы что-то компенсировать. Тем более, что уменьшение собственной энтропии живого происходит за счёт увеличения энтропии внешнего мира.

Здесь важны причины и следствия, а иначе звучит так, будто живое целенаправленно увеличивает энтропию неживой природы. Уменьшение энтропии живого происходит на фоне увеличения энтропии неживого, а вовсе не за его счёт. Это можно рассматривать как взаимодополняющие свойства материи вообще, что-то вроде китайских ян/инь. Свойство неживого - рассеивать энергию, оно и рассеивает. Свойство живого - концентрировать эту рассеянную энергию. И все довольны.

4. Разум - свойство живых систем, позволяющее более эффективно совершать работу по концентрации энергии

Опять же, непонятно, что такое «концентрация энергии»?. Увеличение жировой прослойки

Моржам (людям, купающимся в проруби), наверное, и жировая прослойка не помешает.
Применительно к разуму (нашему), например, работа по уменьшению энтропии может заключаться в завозе на Марс бактерий, которые создадут кислородную атмосферу, в которой хлорелла будет создавать запасы торфа. Кроме разума, такую работу пока никто сделать не в состоянии. Это, естественно, чистая фантазия, просто образец концентрации энергии. Иначе, зачем вообще разум? Чтобы "удовлетворять свои растущие потребности"? Как-то не смешно:(

[AdmiralHood]

Как-то мрачновато. В неживой системе всегда идут процессы, увеличивающие энтропию. В стабильной живой системе суммарная энтропия уменьшается. Будет ли в сумме ноль или другое значение - не берусь судить. Может, вселенная как система, рассеивает энергию за свои пределы. А может, нет. Может статься так, что суммарная энтропия вселенная постоянна.

И в живой, и в неживой природе идут только те процессы, которые увеличивают суммарную энтропию. Других вариантов просто не существует. Изменение суммарной энтропии – это глобальный индикатор направленности любых процессов.

У энтропии есть две стороны – неупорядоченность вещества и необратимое рассеяние энергии. Когда тело не изменяет свою температуру и не перестраивает структуру, его энтропия остаётся неизменной. Поэтому и биосфера в целом, и отдельные стабильные популяции (если не происходит никаких глобальных процессов типа массового вымирания) в среднем имеют постоянную энтропию.

При этом, естественно, биосфера увеличивает энтропию внешнего мира. Хотя бы потому что при функционировании живых организьмов в окружающую среду выделяется тепло.

Точно также можно сформулировать обратное утверждение: при некоторых условиях как неживая материя, так и живая, может запрыгивать в низшие энергетические состояния.

Я именно об этом и говорю. С точки зрения прыжков в высшие и нижние энергетические состояния никакой разницы между живой и неживой природой нет. Если хотите найти инварианты того и другого, искать нужно в другом месте.

- как заметил уважаемый Василий Андреевич, вряд ли стоит рассматривать искусственно изолированную систему.

Никто никогда не рассматривает системы, закупоренные в непрозрачные теплонепроницаемые бутылки. Изолированность в данном случае означает, что рассматриваются все взаимосвязанные процессы. Вообще, любой закон сохранения выполняется только для замкнутой системы.

Например, если кто-то стырит у меня из кармана 10 рублей, то в моём кармане закон сохранения денег нарушится. Но если рассматривать совокупность моих карманов и карманов вора, то закон сохранения будет в силе. При этом, понятно, рассматриваемая система не будет замкнутой в бытовом смысле, но она будет замкнутой в смысле денежного обращения.

- скорость скатывания неживой и живой системы при отсутствии подкачки энергии извне, скорее всего, будет несколько различаться. Предполагаю, что это отличие значительно.

Внутри неживой системы тоже может быть автономный источник энергии. Например, радиоактивные изотопы, каталитическая грелка, какая-нибудь дребедень может тлеть. Солнце без подкачки энергии так вообще уже 5 млрд. лет никак не остынет.

[василий андреевич]

Живое на Земле вовсе не концентрирует энергию. Вернее, так в лоб заявлять не годится.
 Излучение Солнца - это и есть концентрат, так называемой, свободной энергии. Зеленый лист работает за счет рассеяния/обесценивания этого концентрата, упрощенно, за счет разницы длины волны принятого и отданного фотона. Т.е. принят высококалорийный концентрат, а отдано дилинноволновое излучение, а то и просто тепловой хаос.
 Вводим "изолированную" систему - эдакий биоценоз в пробирке. Лампочка-светлячок, от нее хлорелла, кушая СО2 и воду, выдает биотопливо для светлячка, который освещает хлореллу... Получаем модель замкнутого цикла. И тут главный "энтропийный" вопрос: каков теоретический КПД данного круговорота? Если скажете, что нет возможности подсчитать КПД, то разговор об энтропии неуместен вовсе.
 О сознании же - позже.

[AdmiralHood]

 

Вы рассматриваете предельный случай, который не имеет места в живой природе, как абсолютный ноль. Для целей моделирования это можно принять, но с реальных устойчивых живых системах, где все экологические ниши заняты, всегда идут эволюционные процессы, направленные на усложнение. По моему мнению, эволюция есть неотъемлемое свойство живой природы (оно же уменьшение энтропии), также как деградация - свойство неживой. 

Почему вы думаете, что эволюция обязательно уменьшает энтропию? Разве не бывают случаи упрощения в процессе эволюции? Скажем, потеря конечностей змеями и китообразными.

И вообще, энтропия – это чисто физическая величина, всякие эмоциональные гомосапиенсные фишки типа «совершенства» и «оптимальности» к ней никоим боком не пришиты. Думаю, что какой-нибудь страус, шимпанзэ и галапагосская черепаха одинакового веса будут обладать примерно одинаковой энтропией, причём при прочих равных условиях у черепахи энтропия будет поменьше, поскольку она имеет меньшую температуру.

[AdmiralHood]

Здесь важны причины и следствия, а иначе звучит так, будто живое целенаправленно увеличивает энтропию неживой природы. Уменьшение энтропии живого происходит на фоне увеличения энтропии неживого, а вовсе не за его счёт. Это можно рассматривать как взаимодополняющие свойства материи вообще, что-то вроде китайских ян/инь. Свойство неживого - рассеивать энергию, оно и рассеивает. Свойство живого - концентрировать эту рассеянную энергию. И все довольны.

«Целенаправленно» - в данном случае плохое слово. Потому что неизвестно, есть ли у эволюции цель. Ежели, например, эволюцию создал Бог, то цель, наверное, есть. Если всё само собой произошло, то нету.
Но всё же, согласитесь, что любое живое существо в процессе жизнедеятельности  выделяет тепло. Если бы этого не было, живое не было бы живым. А выделение тепла вовне – это и есть увеличение энтропии окружающей среды. Это уже не «на фоне», это зловредная деятельность живых организьмов :~)

Применительно к разуму (нашему), например, работа по уменьшению энтропии может заключаться в завозе на Марс бактерий, которые создадут кислородную атмосферу, в которой хлорелла будет создавать запасы торфа. Кроме разума, такую работу пока никто сделать не в состоянии. Это, естественно, чистая фантазия, просто образец концентрации энергии. Иначе, зачем вообще разум? Чтобы "удовлетворять свои растущие потребности"? Как-то не смешно:(

Ну, во-первых, бактерии, могут на Марсе  появицца сами, если уж продолжать фантастическую тему. Но сейчас разговор не об этом. Если вы пытаетесь выделить какие-то характерные особенности живых систем, то эта особенность должна проявляться и на Земле, прямо вокруг нас и даже внутри нас. Поэтому хотелось бы какого-нибудь более реалистического примера – в чём проявляется концентрация энергии у живых организмов и как разумная жизнь осуществляет её более эффективно, чем неразумная?

[AdmiralHood]

Живое на Земле вовсе не концентрирует энергию. Вернее, так в лоб заявлять не годится.
 Излучение Солнца - это и есть концентрат, так называемой, свободной энергии. Зеленый лист работает за счет рассеяния/обесценивания этого концентрата, упрощенно, за счет разницы длины волны принятого и отданного фотона. Т.е. принят высококалорийный концентрат, а отдано дилинноволновое излучение, а то и просто тепловой хаос.
 Вводим "изолированную" систему - эдакий биоценоз в пробирке. Лампочка-светлячок, от нее хлорелла, кушая СО2 и воду, выдает биотопливо для светлячка, который освещает хлореллу... Получаем модель замкнутого цикла. И тут главный "энтропийный" вопрос: каков теоретический КПД данного круговорота? Если скажете, что нет возможности подсчитать КПД, то разговор об энтропии неуместен вовсе.
 О сознании же - позже.

Сообщаю секретную формулу КПД данного цыкла:

КПД = A*B*C,

где

А - световая энергия, которую выделяет светлячок на 1 кг схаванной хлореллы;
B - процент излучённой светлячком световой энергии, которая поглощается хлоропластами;
С - масса органики, которую синтезирует хлорелла на 1 Дж поголщённой световой энергии.

Теперь, когда вопрос с КПД мы закрыли, рассказывайте, при чём здесь энтропия и сознание?

[василий андреевич]

Рано.
Коэффициенты АВС - это вероятности того, что процессы пойдут, они не могут быть выше единицы. Следовательно КПД ниже единицы, и у системы нет иного выхода как излучать/рассеиваться с повышением энтропии. Излучать, значит, избавляться от кинетической энергии при относительном росте потенциальной. Следовательно, имеем эволюцию системы как уменьшение размеров обменного контура. В конце-концов приходим к планетарной модели атома, а еще лучше к одинокому "электрону", который излучает-растворяется, а рядышком концентрируется на расстоянии длинны волны рассеяния. Признав же "вечность" электрона (или атома) говорим, что теоретический КПД обменных процессов на микроуровне равен 100%. Отсюда, естественный подбор иерархической "пирамиды" от микро до макро способен (в теории) работать как "перпетум с мобилем" при том условии, что энтропия будет расти. Важно лишь что бы верхи излучали, а низы принимали. Если допустить, что микроуровни реагируют на флуктуации, перескакивая на верхней энергетический уровень, а возвращаясь излучают энергию для верхнего уровня организации, то у "вершины" появляется обязанность излучать.

Теперь пора.
"Сознание" есть среда, куда излучают все живые и косные системы. Человеку постепенно становится по силам дешифрировать излучение, хаотизирующее в среде, как информацию о строении иерархической пирамиды уровней организации. Выбирая/отбирая из хаоса среды колебания-кванты-блоки для построения социально-культурных уровней организации, человек, тем самым, из остатков формирует новую среду, которую и следует называть эволюционирующим сознанием.
  Если кому-то удобнее эту среду именовать Богом, то это уже не мои проблемы.

[novice]

И в живой, и в неживой природе идут только те процессы, которые увеличивают суммарную энтропию. Других вариантов просто не существует. Изменение суммарной энтропии – это глобальный индикатор направленности любых процессов.

Если все процессы только увеличивают энтропию, тогда почему Вы написали "Изменение суммарной энтропии" ? Может быть, имелось в виду  "Увеличение суммарной энтропии – это глобальный индикатор направленности любых процессов."?
Тогда нужно рассматривать не саму энтропию, т.е. необратимое рассеяние, с скорость ее
изменения. Например, солнце рассеяло 1ГДж энергии, из них растения запасли в виде дров 1 Дж. Без учета земной жизни энтропия составит 1ГДж, с учетом (1ГДж-1Дж).

У энтропии есть две стороны – неупорядоченность вещества и необратимое рассеяние энергии. Когда тело не изменяет свою температуру и не перестраивает структуру, его энтропия остаётся неизменной. Поэтому и биосфера в целом, и отдельные стабильные популяции (если не происходит никаких глобальных процессов типа массового вымирания) в среднем имеют постоянную энтропию.

Думаю, эволюция (усложнение) идет непрерывно, как мутации. Другое дело, что скорость этих изменений разная, в эпоху массовых вымираний она (скорость изменения-эволюция) увеличивается. Такие идеи высказывались академиком Красиловым В.А., если не путаю, в книге "Нерешенные проблемы теории эволюции". Опять же, если Вы пишете, что "И в живой, и в неживой природе идут только те процессы, которые увеличивают суммарную энтропию.", как тогда процесс жизнедеятельности отдельных стабильных популяций может иметь в среднем постоянную энтропию?

При этом, естественно, биосфера увеличивает энтропию внешнего мира. Хотя бы потому что при функционировании живых организьмов в окружающую среду выделяется тепло.

Биосфера увеличивает энтропию окружающего мира тепловым излучением, но уменьшает энтропию этого же окружающего мира поглощением светового излучения. Не берусь пока судить, каков здесь баланс. Причем, в идеале всё излучаемое тепло должно утилизироваться в рамках биосферы в виде того же угля.

С точки зрения прыжков в высшие и нижние энергетические состояния никакой разницы между живой и неживой природой нет. Если хотите найти инварианты того и другого, искать нужно в другом месте.

Может быть и так... Некоторые опытные данные, вроде бы, есть, но не могу их сформулировать.

[Elusive Jones]

температура живого организма отличается от температуры внешней среды, пока не помрет. энтропия звезды в ходе её эволюции уменьшается, но при образовании черной дыры возрастает. являются ли звезды живыми/разумными мы не знаем. энтропию вселенной в целом определить не получается.


насчет проблемы мотивации ИИ у меня несколько другая концепция, но в принципе с мотивацией разума на текушем этапе все довольно просто - познание окружающего мира.

[novice]

Почему вы думаете, что эволюция обязательно уменьшает энтропию? Разве не бывают случаи упрощения в процессе эволюции? Скажем, потеря конечностей змеями и китообразными.

Теоретически верно, эволюция может сопровождаться упрощением. На тему, почему эволюция на Земле сопровождается усложнением, сломано много копий. Почему, скажем, эволюция не остановилась на уровне прокариот? На мой взгляд, удовлетворительно это можно объяснить в рамках модели "живая природа => уменьшение энтропии => усложнение". Т.е., это как гравитация - притягиваются массы друг к другу, а почему - мы не знаем. Так же живая природа противостоит энтропии и в силу этого усложняется, уменьшая оную "по мере сил".

И вообще, энтропия – это чисто физическая величина, всякие эмоциональные гомосапиенсные фишки типа «совершенства» и «оптимальности» к ней никоим боком не пришиты. Думаю, что какой-нибудь страус, шимпанзэ и галапагосская черепаха одинакового веса будут обладать примерно одинаковой энтропией, причём при прочих равных условиях у черепахи энтропия будет поменьше, поскольку она имеет меньшую температуру.

Абсолютно согласен. Имеет смысл рассматривать некоторые живые/неживые системы в некоторых условиях. Страус, шимпанзе и черепаха, оторванные от контекста, вообще являются исключительно "рассеивателями" энергии, неотличимыми в этом плане от нагретого на солнце камня.

[novice]

насчет проблемы мотивации ИИ у меня несколько другая концепция, но в принципе с мотивацией разума на текушем этапе все довольно просто - познание окружающего мира.

Для разума(нашего) познание окружающего мира как мотивация вполне подходит. А вот зачем ИИ познавать окружающий мир? Как его (ИИ) мотивировать это делать?

[василий андреевич]

Как его (ИИ) мотивировать это делать?

Отключить от эл.питания, нагрузив командой - ищи сам.

[АлександрЦ]

Для разума(нашего) познание окружающего мира как мотивация вполне подходит. А вот зачем ИИ познавать окружающий мир? Как его (ИИ) мотивировать это делать?

Прочёл обсуждение и хотелось бы "сузить предмет" оного, - где возможно конкретно, т.е. среди именно известных идей искать "первоисточник", в буквальном смысле, идеи сознания (откуда "истекает смысл" как неисчерпаемая идея, в том числе и эволюции)? Какая конкретно идея может быть рассмотрена в качестве "подозреваемой"? Основных идей не так много, вряд ли наберётся больше десяти, - последовательно перебрать/обсудить их, -  воля/мечта, язык, время/бытие и т.д. - вот задача. Интересно это обсудить, на мой взгляд.

[Elusive Jones]

Для разума(нашего) познание окружающего мира как мотивация вполне подходит. А вот зачем ИИ познавать окружающий мир? Как его (ИИ) мотивировать это делать?

В моей концепции наоборот, сначала мотивация, то есть какой то ящик с геном любопытства и вычислительными возможностями, который потом можно обучить и тогда ящик из вычислителя может превратиться в ИИ. Полагаю это возможным исходя из следующего представления об архитектуре живого организма:

устройство клетки похоже на сеть векторных машин, каждая из которых выполняет два типа функций. Во первых производит копирование своего участка ленты при создании новой клетки, во вторых выполняет какие то оперативные действия по своему коду. Протокол сети скорее всего на хим сигналах, впрочем возможны и электрические. По идее должна быть общесетевая операционка, задающая необходимую последовательность работы групп машин. Размешение операционки по всем машинам маловероятно, демократия там врядли приветсвуется, так что должна быть какая то одна из машин управляющей. Хотя в одну весь управляюший код врядли можно впихнуть, значит должна быть последовательная во времени цепочка управляющих машин. Начинается все с первой управляющей машины, которая генерит некоторое количество клеток с передачей управления в них второй упраляющей машине, затем генерит некоторое количество клеток с передачей управления машине два-штрих, и так пока не сгенирит все необходимые классы клеток, после чего её инициализационный код заканчивается и дальше только циклический код по операции копирования своей ленты. Управляющие машины 2,2',2'',...  таким же образом генерят в своих классах необходимое количество подклассов с передачей управления машинам 3,3',3'',..., и так до тех пор пока клетка не достигает конечного состояния. При этом управления передается машине с замкнутым циклическим кодом. Впрочем на этом этапе возможна паралельная работа сразу нескольких управляющих машин, если их команды не совместны. В замкнутом цикле управляющие машины должны отслеживать наличие свободного пространства рядом с клеткой, ну скажем от какого то датчика давления, и при обнаружении выдавать сигнал на создание новой копии клетки. Затем должно отслеживаться количество несовпадений кода между двумя лентами, и при превышении некотого порого выдаваться сигнал на самоуничтожение. Ну и если деятельность клетки циклична, то должны даваться команды включения-выключения соотвествующих групп оперативных машин.

учитывая общее количество машин и размер кода у каждой из них, дизасемблировать это безобразие будет конечно весьма проблематично, но ничего сверхестесвенного не просматривается, архитектура как архитектура, вполне алгоритмически воспроизводимо. Кстати из такой архитектуры некоторые выводы для биологов можно наковырять. Скажем проблему старения в этом варианте решить не удасться, если просто грохнуть машину генерирующую сигнал самоуничтожения будет только хуже. А вот проблему некотролируемого разможения вполне светит. Либо датчик барахлит, тогда надо его найти и починить. Либо поврежден код на управляющей машине или на машине копирующей датчик, тогда можно взяв поврежденную клетку слепить вирус по поврежденной ленте, который будет цепляться только к такому же коду и генерить сигнал самоуничтожения.

[AdmiralHood]

Тогда нужно рассматривать не саму энтропию, т.е. необратимое рассеяние, с скорость ее изменения. Например, солнце рассеяло 1ГДж энергии, из них растения запасли в виде дров 1 Дж. Без учета земной жизни энтропия составит 1ГДж, с учетом (1ГДж-1Дж).

Не, всё это не так считается. По определению, изменение энтропии при передаче тепла равно
dS = dQ/T

Если Солнце с температурой поверхности 6000 К отдаёт 1 ГДж энергии, то её энтропия уменьшается на 1 ГДж / 6000 К = 0,166 МДж/К. Если Земля с температурой поверхности 300 К поглощает тот же самый 1 ГДж, то энтропия Земли увеличится на  1 ГДж / 300 = 3,333 МДж/К. Итого без учёта жизни рост энтропии составит 3,333 – 0,166 = 3,166 МДж/К.

Чтобы узнать, как уменьшилась энтропия за счёт синтеза дров, нужно посмотреть по справочнику химика молярную энтропию 1 моля целлюлозы и отнять её от энтропию исходных продуктов, то есть CO2 и H2O, а потом умножить на массу органики, синтезированную за счёт этого 1 ГДж.

Если все процессы только увеличивают энтропию, тогда почему Вы написали "Изменение суммарной энтропии" ? Может быть, имелось в виду  "Увеличение суммарной энтропии – это глобальный индикатор направленности любых процессов."?

Когда я говорю «идикатор», это значит, что он позволяет априори определить, пойдёт процесс или нет. Скажем, передача 1 ГДж энергии от Солнца к Земле увеличивает энтропию на 3,166 МДж/К, а обратный процесс, т.е. передача энергии от Земли к Солнцу уменьшит её на ту же величину. Это значит, что первый процесс может идти самопроизвольно, а второй – нет.

Есть более сложные ситуации. Скажем, горение водорода

2 H2 + O2 = 2 H2O

При этом выделяется тепло (тепловая составляющая энтропии увеличивается на dQ/T), но возникают более сложные молекулы из более простых (структурная составляющая энтропии уменьшается на некоторую величину dSс). В итоге
dS = dQ/T – dSс.

Если температура мала, то dQ/T > dSс, и процесс идёт. Если же температура велика, то dQ/T < dSс, и идёт обратный процесс – молекулы воды разлагаются на водород и кислород. В любом случае, идёт тот процесс, для которого dS>0.