Three New Books on Human Consciousness to Blow Your Mind

Op dit moment lees je deze woorden en denk je waarschijnlijk na over wat de woorden en zinnen betekenen. Of misschien dwalen je gedachten af en denk je aan het avondeten, of kijk je uit naar het laatste seizoen van “The Good Place”. Maar je ervaart zeker iets.

Hoe is dat mogelijk? Elk deel van je, inclusief je hersenen, is gemaakt van atomen, en elk atoom is net zo levenloos als het volgende. Uw atomen weten of voelen of ervaren zeker niets, en toch heeft u – een conglomeraat van dergelijke atomen – een rijk geestelijk leven waarin zich een parade van ervaringen de een na de ander ontvouwt.

Het raadsel van het bewustzijn heeft de grootste geesten natuurlijk al millennia beziggehouden. De filosoof David Chalmers heeft het centrale mysterie het “harde probleem” van het bewustzijn genoemd. Hij vraagt zich af waarom het kijken naar een rode appel de ervaring oplevert dat men rood ziet. En meer in het algemeen: Waarom ervaren bepaalde vormen van materie iets?

Iedereen die de recente debatten over de aard van het bewustzijn heeft gevolgd, zal getroffen zijn door de enorme verscheidenheid aan verklaringen die worden aangeboden. Veel vooraanstaande neurowetenschappers, cognitiewetenschappers, filosofen en natuurkundigen hebben “oplossingen” voor de puzzel aangedragen – die allemaal sterk van elkaar verschillen en elkaar vaak tegenspreken.

Laten we beginnen met wat we de standaardopvatting zouden kunnen noemen: De hersenen zijn buitengewoon complex, met zo’n 100 miljard neuronen die elk verbindingen kunnen maken met (en signalen kunnen uitwisselen met) 10.000 andere neuronale eenheden. Hoewel de details verre van duidelijk zijn, wordt verondersteld dat neuronale activiteit de geest doet ontstaan. Dit is wat Francis Crick de beroemde “verbazingwekkende hypothese” noemde (in zijn gelijknamige boek uit 1994): “‘U’, uw vreugde en uw verdriet, uw herinneringen en ambities, uw gevoel van persoonlijke identiteit en vrije wil, zijn in feite niet meer dan het gedrag van een enorme verzameling zenuwcellen en hun bijbehorende moleculen.”

Veel meer staat open voor discussie. Functioneert het brein als een computer, door informatie te verwerken – en zo ja, betekent dat dan dat machines ooit bewust zouden kunnen worden? Hangt ervan af aan wie je het vraagt. Hoe wijdverbreid is het bewustzijn in het dierenrijk, en wanneer is het in onze eigen afstamming geëvolueerd? Hangt ervan af aan wie je het vraagt.

Er is zelfs geen unanieme overeenstemming over het feit dat het harde probleem de stumper is die Chalmers ervan maakt; de cognitiewetenschapper Daniel Dennett en de filosofe Patricia Churchland hebben bijvoorbeeld betoogd dat de neuronale eb en vloed in een gezond menselijk brein gewoon “bewustzijn is”. (Churchland geeft een analogie uit de natuurkunde: Hoewel het eeuwen duurde om licht te begrijpen, beseffen we nu dat licht gewoon een oscillerend elektromagnetisch veld is). In contrast hiermee beweert filosoof Colin McGinn dat mensen misschien niet de cognitieve middelen hebben om hun eigen geest te begrijpen; de puzzel van het bewustzijn is volgens hem een blijvertje.

BOOK REVIEW – “The Feeling of Life Itself,” door Christof Koch (MIT Press, 280 pagina’s).

OK, laten we er eens induiken. Christof Koch is een van de meest vooraanstaande denkers op het gebied van het bewustzijn. Hij was lange tijd medewerker van Francis Crick, gaf vele jaren les aan het California Institute of Technology en is nu president en hoofdwetenschapper van het Allen Institute for Brain Science in Seattle. In zijn nieuwe boek, “The Feeling of Life Itself”, pleit Koch voor de geïntegreerde informatietheorie, of IIT, ontwikkeld door Giulio Tononi, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. IIT vraagt niet hoe materie tot bewustzijn leidt, maar gaat uit van bepaalde eigenschappen van bewustzijn en vraagt welke fysische systemen nodig zijn om die eigenschappen te ondersteunen. En het is kwantitatief: De theorie wil de hoeveelheid bewustzijn in een fysisch systeem (aangeduid met de Griekse letter phi, Φ) meten door specifieke fysische toestanden te koppelen aan specifieke bewuste ervaringen.

Er is een zekere mate van experimentele ondersteuning voor dit: Tononi heeft een soort “bewustzijnsmeter” ontworpen die het Φ bij mensen probeert te meten. (Of doet het dat? Koch bekent dat het eigenlijk iets meet dat de “perturbational complexity index” wordt genoemd, die gerelateerd is aan traditionele elektro-encefalogrammen, die de elektrische activiteit in de hersenen bijhouden – wat volgens Koch gecorreleerd is met Φ). Het apparaat geeft een lage waarde voor mensen die in een diepe slaap zijn, of onder narcose, en een hogere waarde voor mensen die klaarwakker zijn.

Meer geavanceerde versies van dit apparaat kunnen van grote waarde zijn, suggereert Koch (bij de behandeling van patiënten met verschillende soorten hersenbeschadiging, bijvoorbeeld), door onderscheid te maken tussen mensen in een minimaal bewuste toestand en mensen in een zogenaamde vegetatieve toestand, of in een coma.

Hoewel dit prijzenswaardig is, is het niet onmiddellijk duidelijk dat het het harde probleem aanpakt. Zoals Koch heel goed weet, zou een criticus zich natuurlijk afvragen waarom deze “geïntegreerde informatie” ergens op zou moeten lijken; zou je niet dezelfde informatiestroom kunnen hebben, maar dan zonder bewustzijn? Zijn antwoord is dat de axioma’s in het hart van IIT “elke ervaring volledig afbakenen” zodat niets wordt weggelaten; elk systeem dat aan de axioma’s van IIT gehoorzaamt, zegt hij, moet bewust zijn. Ik vond dit niet helemaal overtuigend, en ik vermoed dat Chalmers dat ook niet zou vinden. Maar hij probeert tenminste het bewustzijn kwantitatief te bestuderen, en dat is een begin.

En hoe zit het met intelligente machines? Een computer – althans iets dat functioneert zoals de huidige digitale computers – zou in het beste geval het bewustzijn kunnen nabootsen; het zou niet echt bewust zijn, betoogt Koch, omdat het de “intrinsieke causale krachten” van de hersenen zou ontberen; hij betoogt dat de “hersenen als hardware, geest als software”-analogie zwaar overdreven is.

En dan komen we bij de whopper: Koch stelt dat alles een beetje bewust is, een opvatting die bij filosofen bekend staat als panpsychisme. Volgens Koch is daarmee het raadsel van het ontstaan van bewustzijn uit niet-bewuste neuronen (of atomen) van de baan; als hij gelijk heeft, was het bewustzijn er altijd al.

Zoals Koch zich realiseert, laat het panpsychisme op zichzelf veel vragen onbeantwoord. Waarom is bijvoorbeeld deze ordening van materie bewuster dan die ordening van materie? Maar hij gelooft dat panpsychisme en IIT samen de meest veelbelovende weg zijn naar een antwoord.

BOOK REVIEW – “The Case Against Reality: How Evolution Hid the Truth from Our Eyes,” door Donald D. Hoffman (Allen Lane, 256 pagina’s).

Toen ik bij het boek van Koch af en toe mijn sceptische emoji-gezichtje opzette, deed ik bij het nieuwste boek van Donald D. Hoffman, “The Case Against Reality”, de emoji van het ontploffende hoofd. Hoffman, een cognitief wetenschapper aan de University of California, Irvine, begint met perceptie in plaats van bewustzijn, maar hij jaagt duidelijk op dezelfde prooi als Koch. Het belangrijkste wat hij wil dat je weet over je waarnemingen is dat ze verkeerd zijn – ze zijn niet “veridical,” in zijn voorkeurstaal.

Het is niet zo dat alles een illusie is; hij gelooft dat er zoiets bestaat als “objectieve werkelijkheid” – maar hij zegt dat onze waarnemingen ons niet in de richting van die werkelijkheid kunnen leiden. Zijn argument is geworteld in een combinatie van Darwinistische natuurlijke selectie en speltheorie die bekend staat als de interface-theorie van perceptie.

Hij geeft een analogie met een computerscherm: We kunnen een pictogram in de vorm van een bestandsmap in de “prullenbak” zetten, maar we geloven niet echt dat de tweedimensionale pixel-arrays daadwerkelijk bestanden of prullenbak bevatten. In plaats daarvan zijn het gemakken; het zijn voorstellingen die nuttig zijn om doelen te bereiken. Op dezelfde manier nemen we de wereld om ons heen waar via de interface van onze zintuigen. (Dit is geen gloednieuw idee; Kant suggereerde bijna 250 jaar geleden iets soortgelijks, net als Plato in zijn allegorie van de grot zo’n twee millennia eerder.)

Maar onze waarnemingen brengen de echte wereld toch op een grotendeels waarheidsgetrouwe manier in kaart, nietwaar? Nee, zegt Hoffman: hij stelt dat Darwinistische evolutie een organisme met minder nauwkeurige waarnemingen zou bevoordelen boven een organisme dat de wereld waarneemt zoals die werkelijk is. Hij noemt deze wild tegen-intuïtieve stelling, waarop de rest van het boek berust, de “fitness-beats-truth” (FBT) stelling; hij zegt dat het bewezen kan worden met computersimulaties.

En hij gaat verder, en betoogt dat noch objecten noch de ruimtetijd waarin zij lijken te leven echt is. Hetzelfde geldt voor neuronen, hersenen en lichamen: “Onze lichamen zijn boodschappen over fitheid die gecodeerd zijn als iconen in een formaat dat specifiek is voor onze soort,” schrijft Hoffman. “Wanneer je jezelf ziet zitten in de ruimte en voortduren door de tijd, zie je jezelf eigenlijk als een icoon binnen je eigen datastructuur. Geen wonder dat hij vaak verwijst naar “The Matrix.” “Dit boek biedt je de rode pil,” schrijft hij.

Ik heb hier een aantal problemen mee. Laten we beginnen met het meest voor de hand liggende bezwaar: Als niets echt is, waarom dan niet gaan spelen op de snelweg? Immers, denkbeeldige voertuigen kunnen denkbeeldige-jij niet schaden. Hoffmans antwoord is dat hij zijn waarnemingen “serieus” neemt, maar niet “letterlijk”. Maar dit is, denk ik, het hebben van twee kanten: Als je toegeeft dat te hard rijdende auto’s je kunnen schaden, geef je daarmee toe dat ze echt zijn.

En hoe zit het met ruimtetijd? Hij zegt dat “vooraanstaande natuurkundigen toegeven dat ruimte, tijd en objecten niet fundamenteel zijn; ze wrijven zich rood om te proberen uit te vinden wat ze zou kunnen vervangen.”

Ik denk dat hij hooguit half gelijk heeft. Ja, veel van de leidende natuurkundigen van vandaag geloven dat ruimte en tijd niet fundamenteel zijn – maar wat dan nog? We weten al zo’n 200 jaar dat materie uit atomen bestaat (en de oude Grieken hadden het al geraden) – maar dat maakt materie niet minder echt. Het betekent alleen dat, afhankelijk van het probleem, het soms nuttig is de wereld te beschrijven in termen van atomen, en soms niet. Maar het zou bizar zijn om auto’s en tafels en mensen buiten beschouwing te laten alleen maar omdat we weten dat ze van kleiner spul gemaakt zijn. En als ruimte en tijd een soort benadering blijken te zijn van een meer fundamentele entiteit, dan zal dat een fascinerende stap voorwaarts zijn voor de natuurkunde – maar zelfs dat zal de dingen van alledag niet minder echt maken.

OK, dus als ruimte en tijd en objecten niet fundamenteel zijn, wat dan wel? Tegen het einde van het boek zet Hoffman uiteen dat bewuste geesten de fundamentele entiteiten zijn waaruit de rest van de werkelijkheid is opgebouwd; het zijn geesten tot aan de bodem. Hij noemt dit de “bewuste agent stelling.” Objecten bestaan niet, zegt hij, tenzij ze worden waargenomen door geesten.

Dit klinkt een beetje als het panpsychisme van Koch, maar Hoffman zegt dat het anders is; hij noemt zijn filosofische kijk “bewust realisme”. In tegenstelling tot het ouderwetse panpsychisme biedt het bewuste realisme hoop op een “wiskundige theorie van bewuste ervaringen, bewuste agenten, hun netwerken, en hun dynamiek.” Uit zo’n theorie, hoopt hij, zal uiteindelijk de hele natuurkunde – inclusief de kwantumtheorie en de algemene relativiteit – worden afgeleid.

Ik vermoed dat het nog wel eens lang wachten zou kunnen worden. Ik vind het ook nogal vergezocht om te denken dat natuurkundigen, nu ze ruimte en tijd hebben opgegeven, bereid zijn om dit wereldbeeld van “de geest eerst” te onderschrijven. De natuurkundige Sean Carroll heeft bijvoorbeeld duidelijk gemaakt dat hij dit niet als een vruchtbare benadering ziet. Aan de andere kant stelt de natuurkundige Lee Smolin in zijn meest recente boek wat hij noemt zijn “causale theorie van opvattingen” voor, waarin het universum wordt beschreven in termen van hoe het verschijnt vanuit het gezichtspunt van elke afzonderlijke gebeurtenis; hij hoopt ruimte en tijd en de rest van de natuurkunde uit deze “opvattingen” te kunnen afleiden. Misschien dat een of andere gelukkige samenloop van gedachten een verband zal doen ontstaan tussen Smolin’s “zienswijzen” en Hoffman’s “bewuste agenten”. Ik hou mijn adem niet in, maar het is niet het gekste idee dat er is.

Intussen zinspeelt Hoffman op andere voordelen voor degenen die zich met hem in het konijnenhol wagen – zoals een nieuwe kijk op God, bijvoorbeeld. (Dit kwam niet als een complete schok, gezien het feit dat een van de steunbetuigingen voor het boek afkomstig is van Deepak Chopra). Het onderzoeksprogramma dat Hoffman voor ogen heeft “kan een stimulans zijn voor wat we een wetenschappelijke theologie zouden kunnen noemen, waarin mathematisch precieze theorieën over God kunnen worden ontwikkeld, aangescherpt en getest met wetenschappelijke experimenten.”

BOOK REVIEW – “Rethinking Consciousness,” door Michael S.A. Graziano (W. W. Norton & Company, 256 blz.).

Als alternatief voor de rode pil heb ik Michael S.A. Graziano’s “Rethinking Consciousness” opgepikt. Zijn benadering is anders dan die van zowel Koch als Hoffman, en op zijn minst oppervlakkig gezien meer in lijn met Dennett en Churchland. Graziano, een psycholoog en neurowetenschapper aan Princeton, heeft een groot deel van zijn carrière besteed aan het ontwikkelen van de zogenaamde “aandacht schema theorie”, die probeert aan te tonen hoe bewustzijn voortkomt uit aandacht – en uit het vermogen van de hersenen om bij te houden waar het aandacht aan besteedt. De aandacht schema theorie pretendeert niet een oplossing te zijn voor Chalmers’ harde probleem, maar “het verklaart waarom mensen abusievelijk denken dat er een hard probleem is om mee te beginnen,” schrijft Graziano.

Het idee is dat de hersenen van bepaalde wezens in staat zijn om de wereld om hen heen te modelleren – een vermogen dat volgens Graziano ongeveer 350 miljoen jaar geleden is geëvolueerd. Dit is een zuiver natuurkundig verschijnsel, dat overeenkomt met specifieke hersenactiviteit die volledig kan worden verklaard (althans in beginsel) op het niveau van neuronen en neurale verbindingen. Maar de hersenen voeren ook een soort “meta”-verwerking van deze informatie uit, waarbij ze in de gaten houden wat de lagere niveaus aan het doen zijn, niet in detail, maar in grote lijnen.

Zoals Graziano het ziet, is deze telling op metaniveau van waar onze hersenen aandacht aan besteden simpelweg bewustzijn; het verklaart waarom het kijken naar een rode appel ook “voelt” als het hebben van zo’n ervaring. Deze extra laag van verwerking – het aandachtsschema – “lijkt zo’n kleine toevoeging,” schrijft Graziano, “en toch heeft het systeem alleen dan de vereiste informatie om aanspraak te kunnen maken op een subjectieve ervaring.”

Er is geen geest in de machine, maar de aandachtsschema-theorie biedt een verklaring voor waarom we ons verbeelden dat die er wel is.

Zo’n systeem hoeft niet biologisch te zijn. In tegenstelling tot Koch gelooft Graziano dat bewuste machines mogelijk moeten zijn, en – nog provocerender – dat het uploaden van geesten naar machines op een dag ook een realiteit kan zijn. (Hij denkt dat we uploading zullen bereiken voordat we interstellaire reizen bereiken; veel wetenschappers, vermoed ik, geloven het omgekeerde.)

Er is meer, natuurlijk; Graziano beschrijft de vele manieren waarop echt intelligente kunstmatige intelligentie ons leven zal veranderen (meestal ten goede, gelooft hij). En er is een heleboel over evolutie, en de evolutie van hersenen in het bijzonder. Maar de echte prestatie hier (ervan uitgaande dat we erin trappen) is dat het de wind uit het harde probleem van Chalmers haalt door het te reduceren tot een soort metaprobleem. (Graziano wijst erop dat Chalmers zelf deze benadering heeft overwogen.)

De aandachtsschema-theorie leeft niet in een vacuüm; Graziano merkt op dat zij enkele elementen gemeen heeft met Tononi’s geïntegreerde informatietheorie, en Dennetts eigen voorkeursmodel, bekend als de globale werkruimtetheorie. Deze moeten allemaal parallel worden onderzocht, suggereert Graziano, in de hoop dat onze uiteindelijke theorie van het bewustzijn zal putten uit elk van hen.

Ik heb geen idee of en wanneer er een consensus zal ontstaan. Maar het is een van de dwingende wetenschappelijke problemen van onze tijd, en een die voortdurend onderzoek vereist. Crick verwoordde het welsprekend in de laatste zin van “The Astonishing Hypothesis,” een kwart eeuw geleden: “We moeten doorhameren tot we een duidelijk en valide beeld hebben gesmeed, niet alleen van dit enorme universum waarin we leven, maar ook van onszelf.”

Dan Falk (@danfalk) is wetenschapsjournalist en woont in Toronto. Zijn boeken zijn onder andere “The Science of Shakespeare” en “In Search of Time.”