講演資料
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セミナーの概要
本セミナー「創発について考える」は、GPT-4との対話から着想を得た一つの根本的な問いを出発点としています。その問いとは、「人間が作り上げた大規模で複雑なシステムの上でも、新しい構造が『創発』されることがあるのか」というものです [p.12]。
「創発」とは、低次元の構造の上に、まったく新しい働きをもつ高次元の構造が生まれる現象です [p.10]。GPT-4はその記憶や学習結果が「モデルの全体的な構造とその重みとバイアスによって組織化されている」と述べますが [p.5]、実はこれは人間の脳の仕組みと驚くほど類似しています [p.9]。両者の共通点を見ることで、この問いはより鮮明になります。
セミナーはこの問いに直接答えるのではなく、「創発」という現象を深く考えるための20世紀の偉大な科学的達成を紹介することを主目的としています [p.13]。その達成とは、Prigogineの非平衡熱力学と散逸構造論、Jaynesの最大エントロピー原理とベイズ推論、そしてFristonの最小自由エネルギー原理と脳のモデルという三本柱です [p.16]。
これらはすべて「エントロピー論」と深く結びついています [p.13]。エントロピーは無秩序を生み出すだけでなく、非平衡状態においては秩序ある自己組織構造を生み出しうること（Prigogine）、エントロピーの最大化が統計的推論の正当な基礎となること（Jaynes）、そして自由エネルギーの最小化という単一の原理が知覚・行動・学習・意識に至るまでの脳の働きを説明しうること（Friston）へと、議論は深化していきます [p.22]。
「創発」論における二つの焦点物質の世界からの「生命」の創発と、生命の世界からの「知能」の創発に対して、Prigogineは前者に、JaynesとFristonは後者により直接的に応答する構図となっています [p.21]。本セミナー全体を通じて、エントロピーという概念が熱力学・情報理論・ベイズ推論・脳科学を一本の糸で結ぶ、極めて普遍的な原理であることが浮かび上がってきます。
講義のロードマップ
ここでは、セミナーの講演資料がどのようなパートから構成されているかを示します。また、それぞれのパートのポイントを紹介します。
■ Part 0: はじめにGPT-4との対話と問題意識
GPT-4が「自分の記憶の組織化」について回答した内容が、図らずも人間の脳の仕組みと酷似していることを示すことで、「機械の上でも創発は起きうるのか」という本セミナーの根本的な問いを導出します。この問いは、人工知能が「どのように人間と同様の知能を獲得できるのか」という問いと直結しています [p.15]。
■ Part 1: プリゴジンが考えたこと非平衡熱力学と散逸構造論
古典的熱力学は孤立した平衡系しか扱えなかったが、Prigogineはこれを非平衡状態に拡張しました。最大の発見は、平衡から遠く離れた状態では不可逆過程が「自己組織系」すなわち「散逸構造」を生み出しうるということです。これはエントロピーが無秩序だけでなく秩序の源にもなりうることを示すものであり、生命現象の熱力学的基礎として極めて重要です [p.32, p.33]。
■ Part 2: ジェインズが考えたこと最大エントロピー原理とベイズ推論
Jaynesの最大の貢献は、熱力学的エントロピーと情報理論的エントロピー（Shannon entropy）が同一であることを明確にした上で、Gibbsの統計力学的導出に「推論」という新しい解釈を与えたことです。これにより統計力学は物理的仮説への依存から解放され、普遍的な統計的推論の原理へと昇華されます [p.83, p.88]。
■ Part 3: フリストンが考えたこと最小自由エネルギー原理と脳のモデル
Fristonは、Helmholtzの「無意識的推論」という知覚観とJaynesのMAXENTを統合し、脳を「変分自由エネルギーを最小化することで環境とのやりとりに内在する『驚き（surprise）』を抑制するシステム」として定式化しました。知覚・行動・学習という脳の多様な機能が、この単一の「最小自由エネルギー原理」から創発的特性として導かれると主張します [p.166, p.173, p.174]。
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