İnsan Bilincini Matematikle Kodlamak Mümkün mü?
İnsan bilinci bilinçsiz beyinden nasıl ortaya çıkıyor? İnsan bilincini matematik ve kodlamayla tanımlayıp yazabilir miyiz? Böylece insan gibi düşünen yapay zeka geliştirebilir miyiz? Dahası insan zihnini kodlayıp bilgisayara aktararak ölümsüz olabilir miyiz? Kuantum mekaniği ve enformasyon teorisi bilinç denen şeyin işleyişini gösterebilir mi? Peki bu, yapay zekanın komadaki insanlarla konuşup onları hayata döndürmesini sağlayabilir mi? İnsan beyninin işleyişini çözüp bilinçaltını bilince taşırsak insanlığımızı kaybeder miyiz? Bilimle başlayıp felsefeyle yorumlayalım.
İnsan bilincini nasıl çözeriz?
Fizikçiler her şeyi açıklayabileceklerini düşünüyor ve insan bilinci de bu konulardan biri… Bilim insanları özellikle son 40 yılda bilincin bilinçsiz beyinden nasıl çıktığını matematik ve enformasyon teorisiyle çözmeye çalışıyor. Bunun içinde kuantum bilinçten bulut bilişim bilincine uzanan farklı teoriler var. Bu yazıda bilim insanlarıyla matematikçilerin geliştirdiği başlıca bilinç teorilerini göreceğiz. Bütünleşik enformasyon teorisiyle başlayalım:
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
1. Bütünleşik enformasyon teorisi
IIT olarak kısaltılan teoriyi İtalyan sinirbilimci Giulio Tononi 2004’te geliştirdi. Bu teori daha çok bilinç düzeyini ölçmeye yönelik olup gelecekte insan gibi düşünebilen bilinçli yapay zeka üretmenin ölçütü olarak kullanılabilir. Buna göre beyin kabuğundaki sinir hücresi ağları ya da bütünleşik bilgisayar devreleri her enformasyon sistemine bir sayı atarız. Bunu da Grekçe büyük fi harfiyle (Φ) gösteririz. Bir sistem enformasyonu ne kadar hızlı işliyor ve dağıtıyorsa Φ, yani bilinç düzeyi de o kadar yüksektir.
Burada beyin ya da işlemcinin bilgi işlem kapasitesiyle yetinmeyiz. İşlemci hızına ek olarak ağ bağlantısını (network kapasitesi) ve bant genişliğini de dikkate alırız. İşlemci bir yandan çalışırken diğer yandan ne kadar hızlı veri alışverişi yapıyor? Φ ölçüsü budur. Örneğin enformasyonu alıp 1000 bilgisayara dağıtarak işleyebilirsiniz ama bu bilgisayarlar veriyi birlikte işlemiyor veya sonuçları gerçek zamanlı olarak paylaşmıyorsa Φ (bilinç düzeyi) düşüktür.
Dolayısıyla bütünleşik enformasyon teorisine bulut bilişim bilinç teorisi de diyebiliriz. Daha somut bir örnek için dijital kameraların ışık almaçları olan CCD’lere bakalım. Bunlardaki ışık reseptörleri büyük miktarda enformasyon işler ama bağımsız olarak çalışır. Kameranın diğer parçaları da veriyi doğrudan işlemez. Tabii kamera veri işlediğinin farkında değildir. Bu yüzden bilinçsizdir. Φ çok düşüktür.
İnsan bilincini karşılaştırırsak
İnsan beyni ise tümüyle network işidir. Beynin görme ve işitme gibi uzmanlaşmış bölgeleri var ama tek alanda uzmanlaşmış organcıkları yoktur. Beyin enformasyonu beynin neredeyse tamamında az ya da çok işler. Üstelik nöronlarımız sinir ağları kurar. Φ yüksek, insan beyni bilinçlidir. Hatta Descartes gibi düşünüyorum öyleyse varım der.
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
IIT teorisinin sorunları
Bir sistemin Φ düzeyini hesaplamak çok uzun sürüyor. Örneğin 100 nöronluk bir sistemi tüm nöron kombinezonlarıyla analiz etmek zorundasınız. Bu analize nöronlar arasındaki veri alışverişi ve bağlantı noktaları dahildir. Nöronları bağlayan sinir ağları da dahildir; çünkü insan beyninin sinir ağları üzerinde de bilgi işlem yaptığını biliyoruz. Sadece beyin kabuğunda 20-30 milyar nöron olduğuna göre Φ ölçümünün zorluklarını anlarsınız. Nitekim yalnızca 300 nörondan oluşan en basit solucan beyninin Φ düzeyini hesaplamak bile birkaç milyar yıl sürecektir. 😮 Nerede kaldı ki insanların Φ düzeyini ölçmek!
Bu yüzden IIT teorisyenleri insan bilincini ölçmek için çok basit Φ modelleri yaratıyor. Bunlar da konsept tasarımdan öne geçmiyor. Peki en azından bütünleşik enformasyon teorisi bilinç düzeyini ölçmekte işe yarıyor mu? Bazı araştırmalara göre evet, bazılarına göre hayır:
New Scientist’e yayınlanan bir söyleşide1 gazeteciler Cambridge Üniversitesi’nden Daniel Bor’a fikirlerini soruyor. “Φ düzeyi uykuya daldığınız veya genel anesteziyle uyutulduğunuz zaman azalmalı ama Bor’un laboratuarlarında yapılan çalışmalar öyle olmadığını gösteriyor. ‘[Bor Φ düzeyi] ‘ya yükseliyor ya da değişmiyor’ diyor.” Bor ve ekibi henüz bunu gösteren bir kanıt sunmadı. Beyanın doğru olduğundan kuşkulanmıyorum ama bir gazeteciye söyledikten sonra kanıt göstermemeleri ilginç.
İnsanı bilincini ölçemiyor
Bilgisayarbilimci Scott Aaronson’ın belirttiği gibi IIT’nin en büyük problemi bilinçli ve bilinçsiz sistemler arasında ayırım yapmamasıdır. Örneğin birçok sunucunun birleşmesiyle kurulan bir süper bilgisayar da çok büyük miktarda veri işler ve dağıtır ama süper bilgisayar bilinçli değildir. Bu durumda IIT bilinç düzeyini değil bilgi işlem ve dağıtım kapasitesini ölçüyor ki bilgisayar bilimlerinde bunu zaten yapıyoruz. Gelelim Sir Roger Penrose ve Stuart Hameroff’un kuantum bilinç teorisine:
İlgili yazı: Şafak Hipotezi: Dünya Dışı Uygarlıklar Var mı?
2. Düzenlenmiş nesnel indirgeme
Kuantum bilinç ve özgür irade yazılarımda bu teoriyi detaylı anlattım ve burada özet geçeceğim. Öncelikle Penrose Nobel ödüllü bir fizikçi ve dahi bir matematikçi. Profesör Hameroff da çok deneyimli bir anestezi uzmanı. Tabii kendi alanlarında otorite olmaları söylediklerini doğru yapmaz ama bir fizikçi ve anestezi uzmanı insan bilincini konuşuyorsa ciddiye almak lazım.
Düzenlenmiş nesnel indirgeme (Orch OR) teorisine göre bilinç kuantum etkilerle ortaya çıkıyor. Bu etkiler de insan beyninde, nöronlar ve onları birbirine bağlayan sinapslarda değil de bunların içindeki mikrotüpçüklerde beliriyor. Mikrotüpçükler nöronlar dahil birçok hücrede yer alan proteinden yapılma mini tüplerdir. Bunlar hücrelerin esnek iskeleti gibidir. Hücre ve içindeki ribozomla mitokondri gibi organcıkların deforme olmasını önler.
Mikrotüpçükler iplikli ağ yapısıyla hücreyi içten sararak düzenli tutar ve hücrenin düzenli bir şekilde bölünmesini sağlar. Kamçılı hayvandaki gibi hücrelerin eli, kırkayağı olur, mobilite sağlar ve besin maddeleri gibi unsurların hücre içinde taşınmasına yardım eder. Penrose ve Hameroff’a göre kuantum bilinç mikrotüpçüklerin içinde ortaya çıkar. Mikrotüpçük proteinleri birbiriyle dolanıklığa girer, sonra dolanıklık bozulur ve bu da bilinçli kararlara dönüşür.
İnsan bilincini kuantuma çevirmek
Orch OR teorisinin en ilginç yanı standart bir network bilinç teorisi olmamasıdır. Özellikle yapay zeka uzmanlarının yeğlediği bu tür teorilerde bilincin nöron ağlarıyla oluştuğu varsayarız. Orch OR’a göreyse bilinç tek tek nöronlarda belirir ve bu nöronların birbiriyle konuşmasıyla üst bilince dönüşür. Örneğin her nöron kapıyı açıp açmamak gibi bir karar alır. Kapıyı aç nöronları daha çok sayıdaysa bu, kişinin kapıyı açma kararı olur. Kısacası her nöron kendi içinde bir networktur. Peki bu teori doğru mu?
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Kuantum bilince itirazlar
Öncelikle fizikçiler Penrose’un kuantum bilinç fikrini bilimsel kabul etmiyor. Sonuçta insan beyni sıcak ve ıslak bir ortam. Nöronların içindeki mikrotüpçükleri oluşturan protein moleküllerini birbiriyle dolanıklığa sokmak ise gürültüyü azaltmayı gerektirir. Dolanıklıkla işleyen kuantum bilgisayarların düzgün çalışması için bunları neredeyse mutlak sıfıra soğuturuz. İnsan bedeni ise 36 derece sıcaklıktadır. Bu durumda kuantum bilinç olamaz.
İkincisi, fizikçi Max Tegmark kuantum bilinç için nöronlardaki mikrotüpçüklerin en azından saniyenin milyonda biri kadar dolanık kalması gerektiğini hesapladı. Oysa Tegmark’a göre mikrotüpçükler ancak saniyenin katrilyonda biri kadar dolanıktır. Gerçi Hameroff’un bu itirazı çürüttüğü harika bir makale var.2 O yüzden bunda ısrar etmeyeceğim.
Keza mikrotüpçük dolanıklığının fotonlarla değil de yerçekimi parçacıklarının dolanıklığıyla (graviton?) gerçekleştiğini varsayarsanız sıcak insan beyni gürültüsü dolanıklığı bozmaz; çünkü gravitonlar ısınmaz. Bu bağlamda kuantum bilinç teorisi tabii ki düz dünya gibi bir saçmalık değil, bilimsel teoridir. Orch OR test edilebilir öngörülerde bulunuyor. Yine de itirazları yanlışlamak teoriyi doğrulamaz. Bu teorinin asıl sorunu kanıt yokluğudur.
İnsan bilincini kuantumlaştırsak mı?
Yapılan deneyler mikrotüpçüklerde dolanıklık bulamadı. Penrose ve Hameroff 1989’dan beri kuantum bilince yapılan eleştirileri son derece mantıklı açıklamalarla bertaraf ediyor ama insan beyninin kuantum bilinçle çalıştığını gösteremiyor. Tabii yerçekimi dolanıklığı çok uçuk bir fikir. Doğru çıkarsa fiziği baştan yazarız ama yeni bir fizik gelmeden doğru çıkması da zor. 😉 Oysa kuantum bilinçle işimiz bitmedi:
İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu
3. Kuantum yaratıcılık teorisi
İklim fizikçisi Tim Palmer insanların yaratıcılığını kuantum mekaniğine bağlıyor. Bu kuantum bilinç teorisi değil ama kuantum etkilerine bilincin oluşumunda yer veren bir teoridir… Ben de kuantum mekaniğinin insan beyninin karar süreçlerini rastlantısallaştırdığını (randomize ettiğini) düşünüyorum. Bence kuantum etkiler özgür iradeye imkan veren bir süreç başlatıyor.
Palmer’a göre insan beynindeki kuantum salınımları gürültü yapıyor ve bu sinyal gürültüsü de yaratıcılığın temeli oluyor. Bu çok önemli; çünkü nöronların düşünce üretiminde rastgele sinyal salınımları olmazsa insanların özgürce karar vermesi imkansız olur. Kuantum salınımları irademizin beynimizdeki etkileşimlerin otomatik sonucu olmasını engelleyecektir. Beyindeki salt belirlenimci (determinist) neden-sonuç ilişkisini kıracaktır. Bu hem özgür iradeye hem de yaratıcılığa imkan verir. Örneğin mantık yürüterek bir türlü karar alamıyorsak beynimiz rastgele bir karar seçecektir.
Hatta insan beyni bilgisayar olsa asla bu kadar iyi karar alamazdı; çünkü matematiksel açıdan tüm alternatifler eşit ağırlıklı olabilir. Keyfi karar alma yetimizi ise günlük hayatta “insanlar akılcı düşünür ama duygusal karar alır” şeklinde açıklarız. Kuantum mekaniği bunun mekanizması olacaktır. Böylece beynimiz bir konunun tüm detaylarını düşünürken aşırı ısınmak ve acıkmak yerine kısmen rastgele kararlar alarak enerjiden tasarruf eder. Tim Palmer bu bağlamda kusurlu bilgisayarlar üretin ve mükemmeliyetçi olmayın diyor.
İnsan bilincini etik yapmak
Palmer’a göre tek tek nöronlar gibi basit işlemciler belirlenimci olarak değil kuantum mekaniği uyarınca olasılıklarla işler. Belki de ancak bundan yola çıkarak gerçekten bilinçli, yani kendi varlığının farkında olan yapay zeka geliştirebiliriz. Belki de yalnızca kusurlu yapay zeka bilinçlidir. Hatta türetken hasım algoritma networklarından (GAN) yola çıkıp daha da ileri giderek kusurlu yapay zeka otomatik olarak etik olacaktır diyorum (en azından ahlaki seçimler yapma yetisi olacaktır). Elbette bu bir teori değil, daha çok bir varsayım ve yaklaşım. Bu yüzden kanıtlayana dek bekleyelim derim.
İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler
4. İstatistiksel mekanik bilinç teorisi
Ramon Erra’nın teorisi bütünleşik enformasyon teorisine yeni bir özellik ekliyor. Buna göre bilişsel süreçlerde enformasyonu bütünleştirmek için önce beynin farklı bölgelerindeki nöronları birbirine eşitlemek gerekiyor. Mesela film izlerken görme ve işitme merkezleri birlikte çalışıyor. Öte yandan epilepsi krizinde nöron eşitlemesi maksimum seviyeye ulaşıyor. Bu yüzden Erra’ya göre minimum eşitleme ve maksimum eşitleme bilinç kaybına neden oluyor. Bilinç için nöronların orta seviyede eşitlenmesi gerekiyor ki bunu fMR cihazıyla beyne bakınca görüyoruz.
Dolayısıyla eşitleme ile bilinç arasında bir ilişki var. Peki bunu nasıl genelleyebiliriz? Sonuçta amacımız bilinç düzeyini matematikle ölçmek. Bir kişinin bilincinin kapalı olup olmadığını anlamak değil ki bunu tokat atarak görmek de mümkün. 😊 Erra’ya göre nöronların iletişim ağı ve iletişim düzeyinin bir bağıntı matrisini çıkarabiliriz. Bilinç düzeyi de bu matristeki entropi düzeyi olur.
İnsan bilincini istatistikle incelemek
Maxwell’in şeytanında anlattığım gibi bilinçle entropi arasında bir ilişki var. Entropi hem minimum hem de maksimum nöron eşitlemesinde düşüktür. Bilinç aralığında, yani orta düzey eşitlemedeyse yüksektir. Dediğim gibi bu, bütünleşik enformasyon teorisinden ayrı bir teori değil. O yüzden ITT ile aynı soruna yol açıyor… Sıradan bir elektronik devre ya da işlemci gibi bilinçsiz sistemler de orta seviye eşitlemede yüksek entropi düzeyinde olabilir. Öyleyse bilincin ölçüsü Φ veya entropi değildir ama bunlar bilişsel süreçlerle ilişkilidir. Gelelim bu yazıdaki son teoriye:
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
5. Beklenen yüzen entropi minimizasyonu
Son olarak Jonathan Mason’ın beklenen yüzen entropi minimizasyonu teorisinden söz etmek istiyorum. Bunu biraz da Dünya dışı zekaya yönelik ilk temasla ilişkilendireceğim. Uzaylılar bize sinyal gönderirse bunu büyük olasılıkla tümüyle yabancı olduğumuz bir dille yapacaktır. Hiç bilmediğimiz bir dili nasıl çözeriz? Uzaylıların radyo sinyallerinin yapay olduğunu nasıl anlarız? Bunları doğal galaktik sinyallerden nasıl ayırt ederiz?
İnsan bilincini okumak
Radyo dalgaları elektromanyetik dalgalardır ve bunların salınımları yapay olup olmadığını ele verir. Biz de bu sinyalleri analiz edip çözebiliriz. Örneğin elinizdeki CD’de aradığınız bir müzik olduğunu biliyorsunuz ama bir sebeple bilgisayarınız CD’yi okumuyor. Oysa bir veri kurtarma yazılımını kullanarak müziği bulabilirsiniz. En kötü ihtimalle aradığınız şarkının başka bir CD kaydını inceler, şarkıyı bulur ve hangi bit sırasıyla kaydedildiğine bakarsınız. Bunu şablon gibi kullanarak diğer CD’de benzer kaydı saptamaya çalışırsınız. Böylece şarkıyı bulursunuz.
Sabit disk sürücüsü veya SSD’de bunu yapmak daha zordur; çünkü şarkı dosyası birkaç parçaya bölüp farklı satırlarda saklanmış olabilir. Yine de uğraşırsanız benzer benzeri bilir ilkesiyle şarkıyı bulursunuz. Kayıp şarkınız CD’de okunaksız, yani yüksek entropi halindedir. Diğer CD’yi referans alarak aradığınız zaman entropiyi azaltırsınız. Yine de bir şarkıya özgü okuma sırası o CD’deki diğer şarkıları okumayı sağlamaz ve farklı formattaki başka bir CD’yi de o şarkıyı referans alarak okuyamazsınız.
Kısacası enformasyonu maksimuma çıkaran ama entropiyi en aza indiren bir okuma süreci ararsınız. Mason’a göre beyin de duyularımızdan gelen veriyi anlamlandırıp enformasyona çevirmek için bunu yapıyor. En az enerjiyle maksimum iş yapıyor. Öyleyse yeterince karmaşık bir bilgisayarda bilinç gelişmesi en az enerjiyle maksimum iş yapmaya dayalı bir optimizasyon mudur? Yapay zeka yazılımcılarının dediği gibi yeterince karmaşık tüm sistemlerde bilinç kendiliğinden ortaya çıkar mı?
Bir zihin yaratmak
Bu beni Ray Kurzweil’ın 2012 tarihli Bir Zihin Yaratmak kitabına geri götürdü. Kurzweil’a göre bilinç nöron networkundan türeyen bir özelliktir. Toparlarsak matematik, kodlama ve enformasyon teorisine dayalı bilinç kuramları insana ilham veriyor. Oysa bu teorilerin doğru olamayacak kadar basit olduğunu düşünüyorum. En iyi ihtimalle bunlar bilincin işleyişini çözme yolunda, o uzun ve zorlu maceradaki ilk adımlardır. Umarım 30 yılda insan bilincinin nasıl türediğini çözeriz. Peki bunun sonuçları nedir?
İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?
İnsan bilincini toparlayan sonsöz
İnsan bilincini çözersek insan gibi düşünebilen bilinçli yapay zeka geliştirebiliriz. O da ters mühendislik yoluyla komaya giren insanların gerçekte çevresinin farkında olup olmadığını anlayabilir. Hatta bizim farkında olmadığımız bilinçaltını çözen bir anahtar olabilir. Böylece beynimizin nasıl işlediğini birebir gören bir yapay zeka ortaya çıkar. Nitekim DNA’nın iki iplikli sarmal olduğunu James Watson ve Rosalind Franklin’le bulan Francis Crick, 1986 tarihli Şaşırtan Varsayım kitabında iyi ki beynimizin nasıl işlediğini bilmiyoruz demişti. Beynimizin işleyişini görmek için bize başka bir beyin gerekir.
İşte o beyin yapay zeka olabilir! Tabii bu kez de yapay zekanın birebir nasıl işlediğini bilmeyeceğiz ama olsun (?). Biz yapay zekanın nasıl işlediğini bilmeyeceğiz ama o beynimizin nasıl işlediği, yani yaratıcısının kim olduğunu bilecek. Peki bu yapay zekanın bizi yok etmesine yol açar mı? Öte yandan Albert Camus tanrıyı bile sırtında taşıyacak kadar bilinç sahibi etik insandan söz etmiştir.
Peki insanlar bilinçaltını yapay zekayla bilirse bu onları daha olgun veya aşkın insan yapar mı? Yoksa beynimizin işleyişini bilmek ve zihnimizi bilgisayara yüklemek bizi insanlıktan mı çıkarır? Bir filmin sonunu bilerek izleyen seyirci gibi mi oluruz? Platon kötülük bilgisizlikten gelir demiş. Bu durumda süper bilgili süper zeka insandan daha etik olur mu? Ya süper zeki insanlar süper etik olur mu? Bu deli soruları şimdi okuyabilir, Elon Musk’ın Neuralink şirketinin insan beynini bilgisayarlara nasıl bağlayacağına bakabilirsiniz. Hızınızı alamayarak aşağıdaki Starbasekozan videosunu da izleyebilirsiniz. Sağlıcakla ve bilimle kalın. 😊
Evren bir bilgisayar simülasyonu mu?
1Here. There. Everywhere?
2Quantum computation in brain microtubules: Decoherence and biological feasibility
3Human Creativity and Consciousness: Unintended Consequences of the Brain’s Extraordinary Energy Efficiency?
4Towards a statistical mechanics of consciousness: maximization of number of connections is associated with conscious awareness
