Тео́рия интегри́рованной информа́ции, подход к объяснению сознания, который отождествляет сознание с информацией, интегрированной в систему каузальных связей, обладающую определёнными измеримыми физическими параметрами. Данная теория была предложена нейробиологом Дж. Тонони в 2004 г. и активно развивается им в последние годы вместе с нейробиологом К. Кохом, математиком М. Тегмарком и другими авторами. Как и многие другие нейробиологические подходы в философии сознания, теория интегрированной информации уделяет большое внимание каузальной роли сознания. При этом данная теория не ограничивается каузальным описанием и базируется на признании реальности субъективного сознательного опыта, что закреплено в качестве одного из постулатов теории.

Предпосылки возникновения теории

Данная теория была предложена нейробиологом Дж. Тонони в 2004 г. (Tononi. 2004) и активно развивается им в последние годы вместе с нейробиологом К. Кохом, математиком М. Тегмарком и другими авторами. Однако предпосылки к возникновению подобной теории формировались по крайней мере с середины 20 в. Важнейшим этапом на этом пути стала статья К. Шеннона «Математическая теория коммуникации» («A mathematical theory of communication», 1948), в которой он дал операциональное определение синтаксического аспекта информации. По Шеннону, информация соответствует специфике состояния в пространстве различных возможностей. То, что не выражает собой какого-либо различия, не является информацией. Именно поэтому фундаментальной единицей информации является «бит», который отображает выбор между двумя возможностями: 0 или 1 (Чалмерс. 2015. С. 347). В функционалистских концепциях объяснения разума информация играет важное, но не решающее значение. Позже физик Дж. А. Уилер предложил придать информации онтологическое значение и рассмотреть её в качестве фундаментальной характеристики реальности (Чалмерс. 2015. С. 377). Возможную связь информации и сознания подробно обсуждал Д. Чалмерс, хотя концепция Чалмерса несколько отличается от обсуждаемой теории. Чалмерс рассматривает информацию как характеристику фундаментальной реальности и предполагает, что сама информация может быть в онтологическом смысле примитивной, как масса или заряд. Он анализирует возможные варианты построения метафизики информации, т. е. такой метафизики, в которой физическое происходит из информационного. Однако он опирается при этом на панпсихизм в форме расселианского монизма и обосновывает содержание феноменального сознания не каузальными различиями, а внутренними качествами и структурными отношениями. Несмотря на эти различия, подход Чалмерса оказал значительное влияние на обсуждаемую теорию. Прежде чем быть оформленными в самостоятельную концепцию, многие компоненты теории интегрированной информации также обсуждались в совместных работах Дж. Тонони и нейрофизиолога Дж. Эдельмана в контексте их совместных идей (Edelman. 2000).

Основные особенности теории

Как и многие другие нейробиологические подходы в философии сознания, теория интегрированной информации уделяет большое внимание каузальной роли сознания. Однако в отличие от, например, функционализма, данная теория не ограничивается каузальным описанием и базируется на признании реальности субъективного сознательного опыта, что закреплено в качестве одного из постулатов теории.

Кроме самой идеи очевидности существования сознания, данная теория вводит несколько других базовых аксиом.

1. Наличие у феноменального сознания определённой различимой структуры из качеств. Например, такие качества, как цвет и форма, характеризуют опыт визуального восприятия (как и в теории Шеннона, различие играет значительную роль в определении того, что является информацией).

2. Аксиома информации, которая гласит, что именно информация характеризует различие между разными состояниями и разными воспринимаемыми объектами.

3. Аксиома интеграции информации, вводящая ключевой для теории параметр интегрированности информации в системе (подробнее об интеграции будет сказано далее).

4. Аксиома исключения, которая устанавливает наличие у сознательного опыта определённых границ: сознательная репрезентация выделяет определённые вещи окружающего мира, формирует определённую предметную картину, включающую одни объекты и исключающую другие. Эта же аксиома устанавливает невозможность существования «пересекающихся» сознаний (Tononi. 2004).

Интеграция и показатель фи (phi)

Параметр интеграции характеризует то, что опыт, несмотря на наличие у него структуры, является единым. Философского или нейробиологического обоснования самой возможности такого сочетания теория не содержит. Однако теория интегрированной информации совмещает философские предпосылки с экспериментальной нейробиологией в рамках одного подхода и потому является одной из немногих теорий сознания, предоставляющих конкретные параметры для сопоставления с экспериментальными данными. Показатель интеграции информации, который обозначают как фи (phi), является параметром, подлежащим проверке в рамках данной теории. По замыслу Тонони, он должен отображать, условно говоря, степень насыщенности феноменального опыта, т. е. степень сознательности той или иной системы.

Эта особенность теории показывает, что само по себе количество информации в системе не является решающим для определения сознательности, гораздо большим значением обладает параметр интеграции. Если параметр фи некоторой системы равен нулю, то это означает, что её каузальная сила полностью сводится к каузальной силе её частей, она не может претендовать на самостоятельное существование. Если фи больше нуля, система не может быть сведена к своим частям, поэтому она существует сама по себе. Количество и качество опыта являются неотъемлемым, фундаментальным свойством интегрированной системы (Tononi. 2015).

В качестве иллюстрации отличия между интегрированной и неинтегрированной системами можно привести следующий пример. Человеческое сознание отображает окружающий мир, воспринятый сетчаткой глаза. Экран фотоаппарата также отображает данные с матрицы фотоаппарата, улавливающей свет. При повреждении некоторых пикселей фотоаппарата не произойдет воздействие на систему в целом, при иных поломках устройство может передавать свет с искажениями, потерять часть картинки. При этом восприятие окружающего мира человеческим сознанием не может быть разделено на фрагменты. Например, феноменальное восприятие красного квадрата не может быть разделено на восприятие красного и восприятие квадрата. Несмотря на то, что обработкой формы и цвета занимаются разные функциональные отделы мозга, в нашем феноменальном опыте они предстают как единое целое и именно это является ощутимым принципиальным отличием сознания от более простых и не интегрированных систем (Tononi. 2004). В ответ на этот пример можно возразить, что хотя Тонони показывает отличия между интегрированной и неинтегрированной системами и показывает корреляцию этой характеристики с сознанием, он не демонстрирует полноценную связь между сознанием и интегрированной информацией, поскольку не показывает что она достаточна для возникновения сознания. Понятие информации и понятие сознания не имеют достаточно очевидной связи и для её установления требуется дополнительное  прояснение или уточнение этих понятий (Horgan. 2015).

Информация и сознание

По указанной выше причине одной из наиболее широко обсуждаемых особенностей теории является само понятие информации (Horgan. 2015). В первую очередь, критики сомневаются, является ли оно достаточно ясным и понятным для того, чтобы использоваться при описании сознания. Дж. Сёрл считает, что понятие информации является крайне запутанным и неопределённым, что непосредственно оказывает влияние на объяснительный потенциал теории, использующей для объяснения сознания это понятие. Кроме того, информация относительна и зависит от наблюдателя, в отличие от сознания (Searle. 2013). Действительно, понятие информации имеет множество определений, причём для различных областей знания оно может определяться совершенно разными способами. Определение Шеннона, упомянутое ранее, не предполагает наличие внутренних свойств. Кроме того, Шеннон умышленно исключает из своего определения какую-либо семантику (Чалмерс. 2015. С. 347). Поэтому, если бы задача заключалась в том, чтобы определить понятие сознания через понятие информации, введённое Шенноном, то получившееся определение сознания было бы легко подвержено такой критике.

Сторонники обсуждаемой теории осознают эти ограничения в шенноновском подходе. К. Кох отмечает, что определение информации в их теории отличается от определения, введённого К. Шенноном. Определение Шеннона предполагает описание со стороны внешнего наблюдателя. «Информация в смысле теории интегрированной информации отражает аристотелевское употребление, происходящее от латинского informare, "придавать форму или очертания". Интегрированная информация порождает причинно-следственную структуру, форму. Интегрированная информация является причинной, внутренней и качественной» (Koch. 2019. Р. 85). Таким образом, интегрированная информация – это новая сущность в системе и, в отличие от информации Шеннона, она не может быть измерена в битах (Koch. 2019. Р. 192).

Эта модификация понятия информации лишает теорию математической точности, однако устраняет претензию Сёрла, по крайней мере отчасти. Интегрированная информация порождает в системе внутренние эмерджентные свойства, которых нет у составляющих систему частей, и может претендовать на обладание теми свойствами, которых нет у неинтегрированной информации. С другой стороны, хотя теория интегрированной информации предоставляет эмпирические параметры, связанные с процессом интеграции, она оставляет открытым вопрос о том, каким именно образом с онтологической точки зрения становится возможным формирование интегрированной системы.

Теория интегрированной информации и онтология

Отсутствие теоретической и практической полноты теории является одним из оснований для её критики (Cerullo. 2011; Horgan. 2015), что вполне естественно для относительно нового подхода. Однако пробелы в философском и в первую очередь онтологическом основании теории закрывают дорогу для её полноценного осмысления научным сообществом. Одним из возможных кандидатов на роль онтологии для этой теории может служить панпсихизм. Чалмерс полагает, что теория интегрированной информации может быть истолкована как форма эмерджентного панпсихизма. Под «эмерджентным панпсихизмом» Чалмерс подразумевает теорию, которая полагает сознание фундаментальным не для самых простых элементов бытия, а для определённых структур, возникающих на уровне отношений частиц друг к другу (Chalmers. 2016). Указание на то, что теория интегрированной информации приводит к панпсихизму, т. е. к признанию фундаментальности сознания, является одним из возражений против этой теории (Searle. 2013). С другой стороны, эта же особенность может рассматриваться и как преимущество и дополнительная аргументация для сторонников панпсихизма (Mørch. 2019). Тонони и Кох рассматривают панпсихизм в качестве возможного дополнения к теории, указывая при этом на отсутствие необходимой связи между этими концепциями (Koch. 2012; Tononi. 2015). К. Кох также отмечает, что их теория обладает рядом объяснительных и практических преимуществ перед панпсихизмом, если рассматривать их по отдельности  (Koch. 2019. Р. 162).  Одним из преимуществ теории К. Кох называет то, что она учитывает проблему искусственного интеллекта (Koch. 2019. Р. 166). В отличие от панпсихизма, теория интегрированной информации накладывает ряд ограничений на возникновение сознания в искусственно созданном устройстве. В частности, возникновение сознания в нейронной сети с прямой связью становится невозможным, поскольку теория интегрированной информации требует, чтобы все компоненты сети могли оказывать каузальное воздействие на другие компоненты.

Так или иначе можно говорить о тенденции к панпсихизму в данной теории, хотя она также может быть совмещена и с другими подходами. Тем не менее, соединить панпсихизм с этой теорией непросто, поэтому вопрос о действительной связи этой теории с какой-либо конкретной разновидностью панпсихизма остаётся открытым (Mørch. 2019).

Аксиома исключения и комбинаторная проблема

Еще одним преимуществом теории интегрированной информации перед панпсихизмом Кох считает аксиому исключения. Исходя из теории, многие компоненты мозга – нейрон, ганглий, миндалина, зрительная кора – могут иметь ненулевое значение фи и, следовательно, обладать некоторой формой сознания. Однако этого не происходит, потому что фи всего мозга превышает фи любого из его компонентов. Мозг исключает сознание во всех пересекающихся с ним системах, в которых параметр фи меньше, чем в целом мозге. Это касается не только частей мозга, но и систем, по отношению к которым мозг сам является частью.  В панпсихизме сознание фундаментально и распространено повсюду. При этом в нём нет четко сформулированного критерия, отделяющего объекты, в том числе организмы, обладающие сознанием, от объектов, лишенных сознания.  В отличие от панпсихизма,  теория интегрированной информации объясняет, почему единого сознания нет у частей мозга или у групп людей, таких как общество или государство.

К. Кох отмечает, что аксиома исключения помогает решить комбинаторную проблему. (Koch. 2019. Р. 192) Однако, по мнению Х. Мёрк, проблема исключения не позволяет совместить теорию с панпсихизмом без дополнительных модификаций (Mørch. 2019). Следует заметить, что тезис об исключении постулируется, но не обосновывается эмпирически. Это не позволяет говорить о преимуществах теории интегрированной информации перед другими философскими теориями, по крайней мере в отношении рассматриваемого тезиса. Ещё одна проблема этого тезиса заключается в том, что в контексте всей теории он допускает ситуацию, в рамках которой должным образом интегрированное сознание группы людей может породить сознание, нейтрализовав таким образом сознания отдельных людей. Основная проблема заключается в том, что сознание будет включаться и выключаться в зависимости от уровня интегрированности вышестоящей системы (Horgan. 2015). Важным уточнением теории должны стать критерии, определяющие возможность и условия подобных процессов.

Теория интегрированной информации и современная физика

В отличие от метафизики информации в версии Чалмерса или Уилера, теория интегрированной информации не отказывает физическим свойствам в фундаментальности и не сводит физическое к информационному. Напротив, теория интегрированной информации считает эмерджентные свойства информации физическими. Однако нельзя не заметить, что Тонони, Кох и другие сторонники теории, говоря о физических свойствах, рассуждают в терминах классической физики. Они не детализируют физические процессы в мозге до уровня атомов и элементарных частиц и не учитывают квантовое описание физической реальности. В условиях современной физики это может оказаться слабым местом теории, ориентированной в том числе на эмпирические результаты. Некоторые исследователи, учитывая это, предпринимают попытку дополнить или модифицировать теорию интегрированной информации с учётом современной физики. А. Б. Барретт предлагает провести переосмысление и актуализацию теории с точки зрения физических полей (Barrett. 2014). Такая модификация потребовала бы полного изменения математического аппарата подсчёта параметра фи, поэтому проект Баррета является скорее программным заявлением, чем новой теорией. Ещё один вариант дополнения теории предлагает один из её сторонников, математик М. Тегмарк (Tegmark. 2015). Он также предлагает вывести теорию на уровень квантовой механики и найти на нём объяснение механизмов возникновения сознания. В своей работе он рассматривает сознание как особое состояние материи, которое он именует «перцептрониум», таким образом предлагая некоторую физикалистскую разновидность панпсихизма. Однако в качестве объяснения этого концепта Тегмарк использует постулаты теории интегрированной информации и уделяет достаточно мало внимания обоснованию предложенных им дополнений.

Критика теории интегрированной информации

Исходя из двух аспектов самой теории интегрированной информации, можно выделить два основных направления её критики. Во-первых, направление, которое оценивает эту теорию как философский подход к объяснению сознания. Здесь основные претензии сосредоточены на связи теории с панпсихизмом и непрояснённости понятия информации и связи между информацией и сознанием (Cerullo. 2011; Searle. 2013; Horgan. 2015). Во-вторых, критика с точки зрения нейробиологических исследований сознания, которая оценивает предсказательные способности теории. Критика заключается в том, что ввиду обсуждаемых недостатков теории её способность предсказать наличие сознания в той или иной физической системе не выше, чем у обычных методов экспериментального исследования нейробиологических коррелятов сознания. Отдельно стоит выделить то, что теория предсказывает появление сознания в системах, в которых сознание не ожидается ни с научной точки зрения, ни с точки зрения общих интуиций. Например, мы можем добиться высокого значения параметра фи в простой логической схеме, реализуемой в электронно-вычислительной системе. С точки зрения Тонони, это не является проблемой и не противоречит интуициям. Однако, в отличие от ситуаций с нейробиологическими исследованиями пациентов, в данном случае отсутствует иной способ косвенной проверки наличия сознания, кроме интуиций и философского анализа. Поэтому фактическое расхождение во мнениях среди участников дискуссии указывает на то, что ссылка на интуицию и само используемое в дискуссии понятие сознания требуют уточнения (Cerullo. 2015).