Was ist eigentlich ein Gedanke? Und wie ist Information physisch?

Gedanken sind physische Darstellungen oder Karten. Sie haben Form und Gewicht.

Quelle: Wikimedia

Google das Wort “Gedanken” und Sie werden diese nicht informative, zirkuläre Definition finden: ” eine Idee oder Meinung, die durch Denken erzeugt wird oder plötzlich im Kopf auftritt. Das Merriam-Webster-Wörterbuch definiert „denken“ auf ähnlich wenig hilfreiche Weise: „ sich bilden oder im Kopf haben. ”Aber was ist eigentlich ein Gedanke?

Ein Gedanke ist eine Darstellung von etwas. Eine Darstellung ist eine Ähnlichkeit – etwas, das ein anderes darstellt, indem es Eigenschaften aufweist, die dem anderen entsprechen. Zum Beispiel ist ein Bild, ein Bild, ein Aufdruck oder eine Form eines Objekts eine Darstellung dieses Objekts.

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Eine Karte ist ein weiteres Beispiel für eine Darstellung. Der Geist ist eine Art Karte. Das Gehirn und sein funktionelles Produkt, der Geist, entwickelte sich als eine Karte der Beziehung des Körpers zu seiner äußeren Umgebung. Grundsätzlich handelt es sich bei unseren Gedanken um Karten, die Dinge repräsentieren und ihnen entsprechen, die unser Gehirn entweder mit unseren Sinnen wahrgenommen, mit unseren Emotionen gefühlt oder als Aktionsplan gestaltet hat (z. B. das Bild, nach reifen Früchten auf einem Ast zu greifen). All dies sind elektrochemisch vermittelte Prozesse. Gedanken können flüchtig sein oder später als Erinnerungen konsolidiert werden. Auch das Gedächtnis ist ein physikalischer Prozess, der durch strukturelle molekulare Veränderungen in neuronalen Verbindungen kodiert wird.

Sinneswahrnehmungen und ihre Erinnerungen sind physische Darstellungen oder Karten, die von einem Ereignis geprägt werden

Betrachten wir, wie Sinneswahrnehmungen von den Sinnesorganen in neuronale Signale umgewandelt werden: ¹

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Stellen Sie sich vor, Sie hören einen Donnerschlag, der Sie überrascht und erschreckt. Der Klang des Donnerschlags wird von einem spezifischen Muster von Schallwellen in der Luft in ein entsprechendes Vibrationsmuster umgewandelt, das durch Ihr Trommelfell und die kleinen Knochen in Ihrem Mittelohr zur Cochlea übertragen wird, in ein entsprechendes Muster elektrochemischer Impulse entlang des Gehörs Nerven, zu entsprechenden Signalen in Neuronen im auditorischen Kortex und Assoziationskortex. Es aktiviert auch Angstschaltungen, die über die Amygdala weitergeleitet werden, und möglicherweise auch visuelle Schaltungen, die aufzeichnen, was Sie in diesem Moment gesehen haben. Signale werden zwischen den Neuronen durch chemische Neurotransmitter übertragen. Das gesamte, weit verteilte Netzwerk, das durch diesen Stimulus in der gesamten Hirnrinde aktiviert wird, ist die Erfahrung in diesem Moment.

Da dies ein so starker Anreiz war – ein Moment des “Flashbulb-Gedächtnisses”, wird das Verbindungsmuster in diesem speziellen Netzwerk dauerhaft abrufbar gemacht. Dies geschieht durch Veränderungen der Membranproteine ​​an den Verbindungen zwischen allen beteiligten Neuronen, die als Reaktion auf diesen Stimulus gemeinsam geschossen wurden – „Neuronen, die zusammen verdrahten“ (Hebb-Gesetz). Dies bildet den Speicher: Das gleiche ungefähre Netzwerk kann in der Zukunft durch eine Erinnerung, einige Assoziationshinweise, wieder aktiviert werden. Das Verbindungsmuster ist eine Darstellung (eine ‘Karte’), die dem von Ihnen wahrgenommenen Informationsmuster entspricht. Es ist wahrscheinlich auch mit Repräsentationen anderer Gefühle oder Erinnerungen verwoben, die Sie mit dieser Erfahrung verbinden, und der Erfahrung weitere Bedeutungsebenen hinzufügen.

Information ist physisch

Die moderne Informationstheorie hat uns gelehrt, dass Information eine physische Entität ist. Rolf Landauer, ein IBM-Physiker, erklärte den Fall:

„Information ist keine abstrakte Entität, sondern existiert nur durch eine physische Repräsentation und bindet sie somit an alle Einschränkungen und Möglichkeiten unseres realen physischen Universums.“ „Information ist unvermeidlich in ein physisches Medium eingeschrieben.“ ²

An anderer Stelle erklärte Landauer weiter:

„Information ist keine körperlose abstrakte Entität; es ist immer an eine physische Darstellung gebunden. Es wird dargestellt durch Gravieren auf einer Steintafel, einem Spin, einer Ladung [dh von Elementarteilchen wie Elektronen], einem Loch in einer Lochkarte, einer Markierung auf Papier oder einem anderen Äquivalent. “ ³

Ohne sein neuronales Substrat kann auch kein Gedanke auftreten.

Information ist relational

Information ist das Organisationsmuster von Materie oder Energie – die Art und Weise, wie Dinge in Beziehung zueinander stehen.

Betrachten Sie den Computercode: Die Spannungsunterschiede in der Schaltung des Computers, die herkömmlicherweise durch Einsen und Nullen dargestellt werden, repräsentieren verschiedene Buchstaben, wenn sie in bestimmten Mustern miteinander verbunden sind: Der Buchstabe “A” wird durch 01000001 und der Buchstabe “B” durch dargestellt 01000010. In einer bestimmten Spannung in einem besonders isolierten Teil eines Stromkreises ist nichts von Natur aus sinnvoll. Aus der Assoziation oder dem Muster entstehen Informationen.

Ebenso ist nichts inhärent bedeutungsvoll in den beliebigen Symbolen, die die Buchstaben eines Alphabets enthalten, oder in den Klängen der einzelnen Wörter einer Sprache. Sie nehmen Bedeutung nur in Bezug zueinander und in ihrer Paarung oder Verbindung mit realen Dingen in der Welt an.

Komplexe Informationen wie Speicher werden verteilt

Genau wie der Buchstabe „A“, der in einem Computer-Schaltkreis codiert ist, ist Ihr Gedächtnis an Ihre Großmutter nicht in einem Neuron „enthalten“ – einem „Großmutter-Neuron“, im Gegensatz zu einem „Präsidenten der Vereinigten Staaten“ -Neuron. Es gibt ein ausgedehntes Netzwerk von (oft entfernten) Neuronen, die in ihren Verbindungen untereinander das Gedächtnis Ihrer Großmutter darstellen. Ein bestimmtes Neuron kodiert möglicherweise ein kleines Erinnerungsfragment Ihrer Großmutter – sagen wir nur einen visuellen Aspekt einer bestimmten Gesichtskontur – das heißt, dass ein bestimmtes Neuron elektrochemisch feuert, wenn es mit einer visuellen Eingabe gepaart wird, die dieser Kontur entspricht. Es ist auch nicht das eine Neuron, das ausschließlich der Erinnerung an das Stück Ihrer Großmutter gewidmet ist – das gleiche Neuron nimmt wahrscheinlich aufgrund seiner Zugehörigkeit an einer Vielzahl anderer Erinnerungen teil, und zwar in einer Vielzahl unterschiedlicher Verbindungen mit anderen Arrays von Neuronen. Darüber hinaus sind verschiedene Aspekte jedes Speichers mit einer Vielzahl anderer Erinnerungen verknüpft – Aspekte des Speichers Ihrer Großmutter können mit Ihrem Gedächtnis einer bestimmten Art von Apfelkuchen in Verbindung stehen. Wie zuvor erwähnt, ist das bestimmte Neuronennetz, das einen bestimmten Speicher bildet, wahrscheinlich das gleiche Netzwerk, das während des anfänglichen Wahrnehmungserlebnisses des gemerkten Ereignisses aktiviert wurde. Die meisten momentanen Wahrnehmungen werden nicht dauerhaft in Erinnerung bleiben. Nur einige sind aufgrund ihrer damaligen Ehrgeiz in Langzeitgedächtnis versengt.

Abstrakte Gedanken sind auch grundsätzlich körperlich

Was ist mit abstrakteren Gedanken – wie könnten diese möglicherweise körperlich sein?

Abstraktere Gedanken sind nur Darstellungen auf höherer Ebene. Sie sind aus Hierarchien oder Leitern von Repräsentationen (dh Repräsentationen von Repräsentationen) aufgebaut. Eine Sache erinnert uns an eine andere aufgrund ähnlicher Merkmale. Ganz unten stehen noch die physischen Sinneswahrnehmungen und -bewegungen, auf denen alle anderen Gedanken aufgebaut sind. Abstrakte Gedanken sind im Wesentlichen noch immer nur „Karten“, die der äußeren Umgebung und der Position des Individuums entsprechen.

Eine Karte ist ein Analogon der Umgebung, die sie darstellt – sie entspricht ihr. Ein Analoges ist etwas, das im Allgemeinen oder in einem bestimmten Detail mit etwas anderem vergleichbar oder vergleichbar ist. Karten können als eine Form der Analogie betrachtet werden (‘A’ steht für ‘B’ wie ‘X’ für ‘Y’).

Der Kognitionswissenschaftler Douglas Hofstadter und der Psychologe Emmanuel Sander weisen darauf hin, dass alle Gedanken auf Analogiespielen beruhen. Sie schlagen vor, dass die Kategorisierung durch Analogieschreiben „die treibende Kraft aller Gedanken ist“. ⁴ Unser Gehirn erkennt Ähnlichkeiten oder Übereinstimmungen zwischen neu und zuvor aufgetretenen Situationen und ermöglicht die Anwendung zuvor erlernter Informationen auf die neue Situation. „Das Wesentliche einer Analogie besteht darin, dass eine mentale Struktur einer anderen mentalen Struktur zugeordnet wird.“ ⁵

Die Sprache ist voll mit Beispielen, auf welche Weise das Denken durch Analogieschaffen aufgebaut wird. Unsere Worte für Dinge, die es in der Natur nicht „draußen“ gibt, sind aus Wörtern aufgebaut, die konkrete Dinge darstellen, die wir mit unseren Sinnen wahrnehmen können. Hier einige Beispiele für einfachere Analogien / Metaphern aus der umfangreichen Sammlung von Hofstadter und Sander: „Tischbeine; die Wirbelsäule eines Buches; . . . die von den Insulanern gesprochene Zunge ; . . . das Fenster der Gelegenheit, etwas zu tun; das Feld studiert man; eine marginale Idee; Gehälter, die in eine bestimmte Kategorie fallen . . ” ⁶ Glück und Unglück werden im vertikalen Raum dargestellt” (die Moral einer Person erhöhen ; … in Verzweiflung stürzen ; sehr niedergeschlagen sein ). Abstrakte Begriffe werden oft durch Vergleiche mit bekannten menschlichen Aktivitäten vermittelt (ihr Experiment brachte eine neue Theorie hervor; die Fakten sprechen für sich ; eine Religion bestimmt bestimmte Verhaltensweisen; seine Müdigkeit holte ihn ein.) ⁷ Unsere fünf Hauptsinne werden von unserer Sprache rekrutiert, um abstrakte Phänomene mit bekannten physikalischen Begriffen zu beschreiben. Zum Beispiel: „Man kann von einer freundlichen Geste berührt werden, von einer schönen Szene getroffen werden oder von einer abstoßenden Bemerkung verletzt werden.“ Oder: „Man kann die Freude des Sieges schmecken , einen Film finden, der geschmacklos ist, in einer sauren Stimmung sein oder eine bittere Bemerkung machen. “ ⁸

Das bewusste Selbstgefühl entsteht aus Schleifen selbstreferentieller symbolischer Repräsentationen

An anderer Stelle erkundete Hofstadter die Frage, wie Systeme durch Selbstreferenz und formale Regeln Bedeutung erhalten können, obwohl sie aus “bedeutungslosen” Elementen bestehen. ⁹ Und wie das psychologische Selbst aus abstrakten Rückkopplungsschleifen selbst referenzierter symbolischer Symbole hervorgeht, die sich rekursiv in einem nachhallenden Kreis reflektieren – einer kybernetischen Schleife. ¹⁰ Ein schwindelerregendes Konzept…

Das Selbstgefühl beginnt mit der Karte des Nervensystems des eigenen Körpers

Der Neurowissenschaftler Antonio Damasio schlug ein Modell vor, wie das Ich in Abstufungen in Organismen mit zunehmender evolutionärer Komplexität entsteht. Nach diesem Modell entwickelt ein einfacher Organismus eine rudimentäre Form der “Selbstwahrnehmung”, indem er eine Karte seines Körpers und seiner Position in dem physischen Raum bildet, in dem er sich befindet. Damasio nennt die grundlegendste Repräsentation des Selbst das Protoselbst – einen unbewussten Zustand, den viele Spezies haben können. Es ist eine sehr grundlegende Bewusstseinsebene, bestehend aus neuronalen Mustern, die die physische Struktur des Körpers darstellen oder abbilden. ¹¹

Gedankenlesen basierend auf Gedankenformen

Da Gedanken physisch sind und räumliche Dimensionen haben (jeder Gedanke wird durch komplexe Verbindungen zwischen großen Arrays von Neuronen dargestellt), fragen Sie sich vielleicht, ob es möglich ist, die Gedanken einer Person anhand der neuronalen Aktivitätsmuster ihres Gehirns zu “lesen”. Tatsächlich waren Wissenschaftler bereits seit mehreren Jahren an diesem Projekt beteiligt: ​​Siehe diesen Artikel über Psychology Today und diesen Artikel von Matthew Hutson.

Gewichtige Gedanken

Das Gehirn benötigt für seine Arbeit übermäßig viel Energie und verbraucht im Ruhezustand 20% des Energieverbrauchs des Körpers, obwohl er nur 2% des Körpergewichts ausmacht. Die Kalorienverbrennungsrate im Gehirn steigt bei kognitiv anspruchsvollen Aufgaben. Energie und Masse sind austauschbar (E = mc ² ). Da Gedanken Energiesignale sind, hat die einen Gedanken übertragende Energie daher Masse. Die Ionen und Moleküle, die das energetische Signal codieren, haben ebenfalls Masse. Aber können wir tatsächlich das Gewicht eines einzelnen Gedankens berechnen? Sicherlich wäre es eine unendlich kleine Zahl. Aber nicht null Für einen spekulativen Stich bei dieser Frage: siehe dieses PBS Nova-Video.

Zusammenfassend: Informationen sind physisch und relational, und wir sind Informationsnetzwerke

Gedanken sind nicht ätherisch. Sie sind Repräsentationen von Materie und sind in Materie kodiert. Sie haben Form und Gewicht. Abstrakte Ideen werden analog aus konkreteren Sinnesrepräsentationen aufgebaut. Das Selbstgefühl baut sich auf Selbstdarstellungen auf. Gedanken sind Informationsformen, und alle Informationen sind physisch und relational. Es fühlt sich an wie etwas, um einen Gedanken zu haben und ein Selbst zu sein, weil wir diese Informationen sind und in einem unendlichen Regress rekursiv über sich selbst reflektieren. ¹¹

Verweise

1. Teile dieses Artikels wurden angepasst aus: Ralph Lewis, Zweck in einer gottlosen Welt zu finden: Warum wir uns auch interessieren, wenn das Universum dies nicht tut (Amherst, NY: Prometheus Books, 2018)

2. Landauer, R. “Information ist eine physische Entität”. Physica A. 263, nein. 1-4 (1999): 63-67.

3. Landauer, R. “Die physikalische Natur der Information”. Physikbriefe A. 217 (1996): 188-193.

4. Hofstadter, Douglas R. und Emmanuel Sander. Oberflächen und Essenzen: Analogie als Brennstoff und Feuer des Denkens . New York: Basic Books, 2013, p. 135.

5. Oberflächen und Essenzen , p. 50

6. Oberflächen und Essenzen , p. 62.

7. Oberflächen und Essenzen , p. 63.

8 Oberflächen und Essenzen , p. 287.

9. Hofstadter, Douglas R. Godel, Escher, Bach: Ein ewiges goldenes Geflecht . New York: Grundlegende Bücher, 1979.

10. Hofstadter, Douglas R. Ich bin eine merkwürdige Schleife . New York: Basic Books, 2007. Weitere gut verfügbare Theorien über die Entstehung des bewussten Ichs finden Sie in Tononi und Kochs Integrierter Informationstheorie (IIT) (ihre Spekulationen darüber)
Panpsychismus ist viel zaghafter und kontroverser und nicht zentral für ihre Theorie, und Michael Gazzanigas modulare Geisteslehre.

11. Damasio, Antonio R. Das Gefühl des Geschehens: Körper und Gefühl bei der Bewusstseinsbildung . New York: Harcourt Brace, 1999. Damasio legt nahe, dass die grundlegendsten Bausteine ​​des Bewusstseins die neuronalen Repräsentationen oder die Abbildung des Körpers im Gehirn sind und alle Homöostasen (Gleichgewichts) des Gehirns und die Regulationsmechanismen des Körpers (z Blutdruck und Atemfrequenz). Die nächsten Ebenen von Bausteinen des Bewusstseins ergeben sich aus der Wahrnehmung anderer Objekte in seiner Umgebung durch den Organismus und den instinktiven Antworten des Organismus auf diese Objekte. Instinktive Emotionen, die als homöostatische Mechanismen entstanden sind, spielen eine wichtige Rolle bei der Orientierung und Motivation von Reaktionen höherer Tiere auf Umgebungsreize (Damasio, Antonio R. Die merkwürdige Ordnung der Dinge: Leben, Fühlen und die Entstehung der Kulturen . New York: Pantheon Books, 2018).