导语


本次分享是关于两篇整合信息论的论文解读，论文《From the Phenomenology to the Mechanisms of Consciousness: Integrated Information Theory 3.0》从内在的角度分析候选机制的因果作用，进而推断出意识的物理基质需要满足的特性，并给出定性与定量评估意识机制的数学框架。《Beyond integrated information: a taxonomy of information dynamics phenomena》则在部分信息分解的框架上，提出了一种多变量的整合信息分解思想及具体方法，从而有效描述动态复杂系统和过程中的信息传递机制和因果涌现机理。


因果涌现读书会第二季主要围绕追根溯源、因果涌现、因果表示学习、机器学习多尺度自动建模、量子因果五大主题来探寻涌现、因果科学和机器学习这三大主题之间的联系。自2022年5月22日开始，每周日晚上19:00-21:00举办，持续时间预计 7-8周。欢迎对本话题感兴趣的朋友报名参加！






跟读书会主题之间的关系




这篇文章在部分信息分解的框架上，提出了一种多变量的整合信息分解思想及具体方法，从而有效描述动态复杂系统和过程中的信息传递机制和因果涌现机理。通过双重冗余晶格的构建，在马尔可夫因果假设的基础上，将信息流过程解析为存储、复制、传输、擦除、向下因果和向上因果六个部分，在冗余信息、独立信息、协同信息的基础上解释了在经验研究过程中存在的一些问题，如整合信息小于零、因果密度大于时延互信息等。

与复杂系统之间的关系：

所述理论可有效用于地球物理复杂系统、鸟群迁徙和脑科学研究。提出了理论系统研究复杂系统中动态信息流和因果涌现机理的全面框架和统一范式，将信息论的思维应用于复杂系统和因果涌现的研究中。

 



分享一：整合信息论概述




报告内容简介


本次分享将介绍整合信息论，Integrated information theory （IIT）。该理论提出描述意识基本性质的公理，从内在的角度分析候选机制的因果作用，进而推断出意识的物理基质需要满足的特性，并给出定性与定量评估意识机制的数学框架。

【大纲】

1. 整合信息论简介
2. 关于意识的公理
3. 对意识的物理基质的假定
4. 机制的系统与概念结构
5. 整合信息论的局限性

【主要涉及到的知识概念】

整合信息论  Integrated Information Theory
意识的机制  Mechanisms of Consciousness


主讲人介绍

何真，南京航空航天大学，副教授，控制科学专业。研究理想是：不确定复杂非线性系统的多尺度反馈控制。


解读文献

[1] Oizumi M ,  Albantakis L ,  Tononi G , et al. From the Phenomenology to the Mechanisms of Consciousness: Integrated Information Theory 3.0[J]. PLoS Computational Biology, 2014, 10(5).


 



分享二：整合信息分解方法




报告内容简介

整合信息理论提出的初衷是为了研究和诠释意识的机理，然而在一些经验脑科学研究中发现，脑电图和功能性核磁共振的数据结果反映了整合信息理论3.0范式不能完全涵盖和解释某些用扰动复杂性指数表征的临床意识行为，针对上述问题，本文的作者提出了在弱整合信息理论框架下的整合信息分解方法，有效补充了部分信息分解方法，在此基础上将信息流分解为存储、复制、传输、擦除、向下因果和向上因果六个部分，由相应的信息原子表征，很好解释了在经验过程中发现的一些问题。整合信息分解为研究因果涌现与意识之间的强耦合关联机理提供了有效的理论框架和支撑，为多变量相互作用下动态复杂系统和过程的因果涌现研究提供了新的视角。

【大纲】

1.经典整合信息理论框架遇到的问题
2.整合信息的多种测度方法
3.整合信息分解
4.如何用整合信息分解分析因果涌现
5.总结

【主要涉及到的知识概念】

互信息 Mutual Information
冗余信息 Redundant Information
协同信息 Synergistic Information
信息分解 Information Decomposition
多变量相互作用 Multivariate Interaction
整合信息分解 Integration Information Decomposition
Whole-minus-sum Integrated Information
整合随机相互作用 Integrated Stochastic Interaction
整合协同 Integrated Synergy
几何整合信息 Geometric Integrated Information
因果密度 Causal Density


主讲人介绍

刘杨，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院副教授，主要研究领域包括空间探测、智能导航、复杂系统分析与建模。在相关领域国际期刊发表论文20余篇，申请国家发明专利17项。参与撰写并出版工信部规划教材《高精度卫星导航技术》，与多个国际知名研究院所或高校开展广泛深入的学术交流与合作，包括意大利国际理论物理中心、澳大利亚新南威尔士大学、德国地学中心等，是意大利国际理论物理中心青年协联成员。

解读文献

[1] Mediano, Pam , et al. “Beyond integrated information: A taxonomy of information dynamics phenomena.” (2019).





直播信息




直播时间：

2022年7月10日（周日）早上9:00-11:00


参与方式：

  • 集智俱乐部 B 站免费直播，扫码可预约：

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本季读书会详情与报名方式请参考：
因果、涌现与机器学习：因果涌现读书会第二季启动


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