导语


意识是一个困难的问题，被称为“意识难题”，科学家们提出大量理论来回答意识是什么，意识如何产生。其中要数 Giulio Tononi 等人提出的整合信息论最为雄心勃勃，它试图从公理出发，像几何学一样，推演出整个意识理论。另一方面，整合信息论的理论繁杂细密，理解起来颇为困难。

为了系统梳理整合信息论，北京师范大学系统科学学院教授、集智俱乐部创始人张江老师领衔发起「整合信息论」读书会，希望探讨整合信息论的基础理论框架、近似计算方法，在神经科学中的应用、在复杂系统中的拓展应用、系统临界态，以及机器意识等主题。本周日将进行这一系列读书会的第一期分享，由张江老师和集智科学研究中心技术与产品顾问袁冰老师对整合信息论做概览介绍。欢迎感兴趣的朋友加入读书会，期待更多感兴趣的研究者能够在这片方兴未艾的研究领域找到未来的科研方向。





内容简介




意识是什么？人工智能大模型能否产生意识？意识如何度量？意识的神经对应物是什么？意识如何产生？整合信息论（Integrated Information Theory，IIT）尝试对上述问题进行定量的回答。这是一个由美国威斯康辛大学知名的理论神经科学家 Giulio Tononi 于2004年左右提出来的一套理论，它一提出就被著名神经科学家科赫（Koch）称为有关意识的唯一真正有前景的理论。


该理论的核心是一个叫做 Φ 的指标，这一指标可以用来度量一个复杂系统的“意识度”是多少。同时该理论还提出了一种信息几何方法来量化意识体验。迄今为止，整合信息论已经经历了20多年的发展历程，意识度量指标 Φ 的定义也已经经历了4个版本的迭代，并衍生出一系列近似计算版本。


就在前不久，人们还刚刚见证了整合信息论与另一个知名意识理论——全局工作空间理论（Global Workspace Theory，GWT）之间的较量，结果表明两者在实验支持方面互有胜负，但整合信息论得到了更多的实验结果支持。尽管这一较量的结果还存在很多争议，但是无可否认的是，现如今的整合信息论已经演变成意识研究的一个重要学派。有了意识的定量化度量指标，人们离破解意识之谜就已经更近了一步。（参看：《124位科学家批评整合信息论是伪科学：我们该如何探讨意识难题？》）


本次读书会将梳理IIT的基础理论，全面地回顾从1.0到4.0的每一步进展和大致内容，最后本报告还将对IIT的批判和实验检验部分进行介绍和讨论。





内容大纲




背景

  • 智能=意识？

  • 意识的难问题

  • 如何定量刻画意识？


IIT简介

  • 问题

  • 理论概览

  • 与复杂系统的关系


IIT1.0

  • 有效信息

  • 子集与分隔

  • Φ

  • 网络结构、动力学与 Φ


IIT2.0

  • 单点有效信息

  • 意识体验的信息几何


IIT4.0

  • 公理与前提

  • 内在信息

  • 双向因果

  • 多尺度


对IIT的批判和实验检验

  • IT和GNWT的对抗性合作实验

  • 对IIT的批判




核心概念




整合信息论 Integrated Information Theory，IIT
有效信息 Effective Information, EI
意识理论 Consciousness Theory
因果涌现 Causal Emergence

信息几何 Information Geometry

对抗性合作实验 Adversarial Collaboration Test





主讲人




张江，北京师范大学系统科学学院教授，集智俱乐部、集智学园创始人，集智科学研究中心理事长，曾任腾讯研究院、华为战略研究院等特聘顾问。主要研究领域包括因果涌现、复杂系统分析与建模、规模理论等。


袁冰，集智科学研究中心技术与产品顾问。研究兴趣包括因果推断、复杂科学，以及人工智能相关领域。





参与方式




直播信息：

时间：2024年9月29日（本周日）上午9:00-11:00

报名参与读书会：

斑图链接：https://pattern.swarma.org/study_group_issue/750?from=wechat


扫码参与「整合信息论」读书会，加入群聊，获取系列读书会回看权限，加入「意识的量化与建模」社区，与社区的一线科研工作者沟通交流，共同推动这一前沿领域的发展。


报名成为主讲人
读书会成员均可以在读书会期间申请成为主讲人。主讲人作为读书会成员，均遵循内容共创共享机制，可以获得报名费退款，并共享本读书会产生的所有内容资源。详情请见：意识可以度量吗？整合信息论读书会启动啦！





参考文献



 

  • IIT 1.0 论文

[1] Tononi, Giulio, and Olaf Sporns. Measuring information integration. BMC neuroscience 4 (2003): 1-20.

[2] Giulio Tononi. An information integration theory of consciousness. BMC Neurosci 5, 42 (2004). https://doi.org/10.1186/1471-2202-5-4

  • IIT 2.0 论文

[3] David Balduzzi, G. Tononi. Integrated Information in Discrete Dynamical Systems: Motivation and Theoretical Framework. PLoS Comput. Biol., 2008, 4

[4] S. Amari, Naotsugu Tsuchiya, Masafumi Oizumi. Geometry of Information Integration. arXiv.org, 2016, abs/1709.02050: 3–17

  • IIT 3.0 论文

[5] Masafumi Oizumi, 1 , 2 Larissa Albantakis, et al. From the Phenomenology to the Mechanisms of Consciousness: Integrated Information Theory 3.0. PLoS Comput Biol., 2014

  • IIT 4.0 论文

[6] Larissa Albantakis , Leonardo Barbosa , Graham Findlay , et al. Integrated information theory (IIT) 4.0: formulating the properties of phenomenal existence in physical terms. PLOS Computational Biology, 2023, 19(10): 1011465


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整合信息论读书会


为什么我们在清醒时有意识，而在无梦的睡眠中意识水平大大降低？为什么我们的意识由大脑的某些部分产生，而非其他部分？为什么大脑的特定部分与视觉和听觉等意识体验密切相关？这些具体的问题本质上涉及到，理解决定一个系统产生意识体验的条件，以及理解决定一个系统具有何种意识的条件。整合信息论（IIT）试图用几何学一般的公理体系来解释意识是什么，意识如何测量。根据该理论，意识对应于一个系统整合信息的能力。


为了深入探索意识奥秘，系统梳理整合信息论的理论体系，北京师范大学系统科学学院教授、集智俱乐部创始人张江领衔发起「整合信息论」读书会，组织对本话题感兴趣的朋友，深入研读相关文献，激发科研灵感。读书会分为以下几个部分：整合信息论综述，基础理论框架，近似计算方法，在神经科学中的应用，在复杂系统中的拓展应用，Φ与系统临界态，以及机器意识。2024年9月28日开始，每周六上午9:00-11:00进行，持续时间预计 10 周，欢迎感兴趣的朋友报名参与！



详情请见：
意识可以度量吗？整合信息论读书会启动啦！



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