Comment on “Path integrals, Particular Kinds, and Strange

Things”: from Consciousness to Society

評《路徑積分、特殊種類和奇異事物》:從意識到社會

https://arxiv.org/pdf/2403.12443

1. 引言

我很高興對Friston及其同事（2023年）的論文《路徑積分、特殊種類與奇異事物》發表評論。本文中引入的路徑積分公式提供了一種創新的視角，用于研究復雜系統，尤其是通過其對粒子類型的細致分類。這篇全面的評論重點討論了“奇異粒子”這一獨特類別，這些粒子隱藏的活躍狀態為理解意識和韌性等現象提供了有趣的模型（Friston, Da Costa, Sakthivadivel, Heins, Pavliotis, Ramstead 和 Parr, 2023）。該公式的關鍵貢獻在于它能夠以路徑或軌跡上的密度來表達系統動力學，從而避免了對穩態假設的需求。這對于分析非穩態系統尤為有利。該公式引入了一種對粒子的細致分類——活性、惰性、耗散、保守性和普通粒子——每種類型都具有獨特的性質，為理解韌性或內屏的概念提供了有價值的見解。

2. 粒子類型與韌性

該論文將粒子分為多種類型，每種類型具有獨特的屬性（Friston et al., 2023）。這些粒子類型映射到慣性、彈性以及可塑性的概念。惰性粒子表現出純粹的慣性，僅通過高精度的狀態抵抗擾動。沒有活躍狀態，它們無法改變或適應，因此體現了一種局限于抵抗力的韌性（Miller, Albarracin, Pitliya, Kiefer, Mago, Gorman, Friston 和 Ramstead, 2022）。活性粒子具有內部狀態，通過活躍狀態影響外部狀態，在擾動后實現向特征狀態的彈性恢復，從而實現一種基本形式的穩態（Miller et al., 2022）。耗散粒子經歷隨機性，防止純慣性行為。它們的波動創造了可塑性的可能性，因為熵從平衡態中被耗散掉（Miller et al., 2022）。保守粒子遵循最小作用原理的精確路徑。它們的動力學顯示出穩健的慣性與活躍的彈性。時間深度模型使規劃路線回到偏好成為可能。普通粒子通過學習內部狀態上行動的后果，表現出可塑性，通過改變信念和策略實現功能冗余，賦予適應的可能性。奇異粒子結合了慣性和可塑性，通過隱藏活躍狀態實現這一點。這種看似自主的行為源于對隱藏原因的推斷。通過這一過程，奇異粒子可以擴展行為庫，增強韌性，并最終實現自組織。

3. 奇異粒子、自主性與意識的量化

奇異粒子具有隱藏的活躍狀態，這些狀態并不直接受內部狀態的影響，而是通過外部狀態間接作用，從而賦予它們一種自主性或能動性的幻覺。它們的內部狀態似乎將外部和活躍路徑推斷為感官輸入背后的隱藏原因。這種特性使我們能夠探究諸如“能動性”與“意識”等現象是如何出現的。

奇異粒子中嵌套的馬爾可夫毯（Markov blanket）結構支持信息處理與推理，從而產生看似自主的行為（Ramstead, Albarracin, Kiefer, Klein, Fields, Friston 和 Safron, 2023）。這種隱藏活躍狀態與嵌套結構使奇異粒子成為那些表現出意識處理跡象系統的候選者（Friston et al., 2023）。這與如下觀點一致：意識通過語言交流延伸至社會領域，從而創造出共享現實。

這種嵌套結構可以類比于更復雜系統中的“內在屏幕”，生成模型在更緩慢的時間尺度上展開，用以對較低層級的推理進行情境化與限制。深度嵌套的奇異粒子本質上構成了這類“內在屏幕”模型，有資格作為意識的候選機制。

4. 內蘊規范性與時間尺度

目標論文提供的拉格朗日度量，結合關于韌性以及作為意識過程度量的粒子類型學，為我們提供了一個跨不同時間尺度量化系統動力學的框架。盡管這些度量本身并非意識的直接指標，但它們可以根據諸如活躍狀態等屬性來區分不同的粒子（Friston et al., 2023）。

拉格朗日函數還衡量了路徑的多樣性，在給定時間尺度下設定了熵的邊界。這對奇異粒子尤其重要，因為它們具有隱藏的活躍狀態，是測量意識的潛在候選者（Ramstead et al., 2023）。

從一個在極快時間尺度上運作的觀察者的視角來看，惰性粒子可能看起來是靜態的，但在足夠敏感的時間尺度上卻表現出微觀波動。一個能夠探測到細微生化波動的觀察者可以在微觀尺度上識別出惰性動力學。相反地，一個專注于晝夜節律或季節周期的觀察者則可以察覺彈性粒子的習慣性本質，例如活性與耗散性粒子，它們通過穩態（homeostasis）與適應性穩態（allostasis）支持彈性的韌性。這些粒子使得系統在擾動后能夠恢復到其特征狀態（Miller et al., 2022）。

最終，奇異粒子能夠在各種時間尺度上促進更大范圍的自組織，并作為一個多尺度架構的一部分，與其他粒子和動力學整合在一起。較低層級的慣性動力學提供了變異性，較高層級的適應性機制通過生態位構建（niche construction）加以整合（Guenin-Carlut 和 Albarracin, 2023）。這突出了從生物化學到生理再到行為的多層次約束如何共同促成自主性的涌現。

內蘊規范性（Embedded normativity）為跨活動尺度研究社會與生態機器人提供了一種自然的操作概念。它源于社會與認知約束在與世界互動過程中發生的多尺度整合。代理（agent）環境的約束與代理機體本身的約束一樣，都是規范性的有意義載體。這描繪出一幅極為反直覺的畫面：規范性既不在代理“之內”，也不在“之外”，而是在統計性互動屬性之中。

在跨越幾代人的更長時間尺度上，普通粒子與奇異粒子的行為庫擴展表現為可塑性，塑造著緩慢演化的社會規范。這些粒子展現出行為靈活性與創新潛力，使其能夠隨時間推移優化精確度并學習。要探測這種可塑性，需要一位具備跨多代長期視角的觀察者。

粒子的時間尺度與性質是相對于觀察者的視角而言的。在多個時空框架中，慣性、彈性與可塑性動力學的連續統一體支撐著引導自組織的內蘊規范性。要全面理解這一現象，必須整合跨尺度的觀察結果。

5. 結論

路徑積分視角為生命的物理學提供了一種引人入勝的框架，有望對意識及相關的大尺度過程進行形式化的量化與定性。當我們把慣性、彈性和可塑性映射到粒子的狀態、依賴關系與尺度上時，這些領域的結合為理解具身化（embodied）適應性自主性的涌現開辟了一個有前景的方向。通過這些理論表述，我們希望可以找到一條通往建立復雜適應系統統一研究框架的道路。

原文鏈接： https://arxiv.org/pdf/2403.12443