Ennusteautomaattien lumo

Andy Clark, The Experience Machine, Allen Lane, Penguin Random House UK, 2023, xi+228s.

Matias Moisio, Helsinki

Andy Clark työskentelee Sussexin yliopistossa kognitiivisen filosofian professorina. Clark on tehnyt laajan uran kognitiotieteen ja filosofian parissa perinteisestä tutkimustyöstä teknologiayritysten konsultointiin. Keskeisintä antia hänen työssään on prediktiivisen prosessoinnin teorian ja sen käytännön sovellusten kehittäminen. Kirjassaan The Experience Machine Clark esitteleekin prediktiivisen prosessoinnin teoriaa ja sen käytännöllisiä sekä filosofisia sovelluksia. Populaariyleisölle suunnattu teos sisältää mielenkiintoista asiaa niin vasta-alkajille kuin aihetta jo ennestään tuntevallekin.

Prediktiivinen prosessointi on kognitiotieteiden kuumin teoria. Teoriassa aivot käsitteellistetään kaksisuuntaiseksi hierarkkiseksi järjestelmäksi, jossa ylemmät tasot generoivat järjestelmän alemmille tasoille syötettäviä ennusteita. Alemalla tasolla generatiivisen mallin ennustetta verrataan alhaalta ylös syötettyyn virhesignaaliin. Ennusteen ja signaalin välistä eroa kutsutaan ennustevirheeksi. Havaitseminen, toiminta, ajattelu ja muut kognitiiviset kyvyt selitetään ennustevirheen minimoinnin avulla: kognitiivinen järjestelmä pyrkii muodostamaan tasapainotilan generatiivisen mallin ennusteiden ja virhesignaalien välillä. Kun signaali poikkeaa ennusteesta liikaa, on syntyvä ristiriita ratkaistava muokkaamalla joko mallia tai virhesignaalia.

Kirjan tyyli on pamflettimainen. Teoriaa ei niinkään tarkastella kriittisesti tai pyritä osoittamaan, että se kestää erilaiset vasta-argumentit. Sen sijaan Clark pyrkii osoittamaan käytännön esimerkkien ja tapauskertomusten avulla, että prediktiivinen prosessointi tosiaankin tarjoaa mielenkiintoisia selityksiä erilaisille mielen ilmiöille, ja ennen kaikkea muodostaa teoreettisesti yhtenäisen perustan kognitiotieteille. Teorian peruspalikoiden esittelyn jälkeen kirjan aiheet laajenevat asteittain psykiatriaan, toimintateoriaan, itsetietoisuuteen, maailmankuvaan ja laajennettuun mieleen. Aisti-illuusiot, psykiatriset tapauskertomukset ja omakohtaiset anekdootit elävöittävät melko abstraktin teorian käsittelyä, mutta myös tutkimuskirjallisuuden käsittely on sujuvaa ja asiat kytketään teoksessa laajempaan kontekstiin luontevasti. 

Prediktiivinen prosessointi poikkeaa radikaalisti empiristisen filosofian, psykologian ja arkiajattelun perinteisistä käsityksistä. Empiristinen kuva mielen toiminnasta perustuu ajatukseen, että maailma tarjoaa sisältöjä, joita aistijärjestelmät välittävät aivoissa prosessoitaviksi. Esimerkiksi näköhavainto siis tarjoaa materiaalin, josta mieli hiljalleen muokkaa jäsentyneen havaintokokemuksen.[1] Havainnon ja maailmankuvan suhde kääntyy prediktiivisessä prosessoinnissa ylösalaisin: aistien tehtävä ei ole tarjota materiaalia, jota aivot työstävät havainnoiksi. Sen sijaan aivot generoivat havaintoja, joita sitten verrataan aistisyötteistä muodostuvaan virhesignaaliin. Mikäli aistimus on yhteensopiva ennusteen kanssa, ei se tuo havaintoon mitään uutta. Aistimusten tehtävänä ei siis ole tarjota havainnoille perustaa, vaan toimia generatiivisen mallin virheenkorjausmekanismin tukena. Mallin korkeamman tason ennusteet eivät tarkalleen ottaen koske aistisisältöjä vaan niissä havaittuja säännönmukaisuuksia.[2] Tämä siirto tarjoaa mahdollisuuksia selittää teorian puitteissa erilaisia perinteisessä empiristisessä kehyksessä hankalia ilmiöitä, ja toisaalta tarjoaa uudenlaisia filosofisia mahdollisuuksia mielen ja maailman suhteen tarkasteluun.

Havainto, toiminta ja ennustevirhe

Eräs prediktiivisen prosessoinnin mielenkiintoisimmista seurauksista on mahdollisuus selittää kaksi kognition ydinaluetta, toiminta ja havainto, yhtenäisellä ja yksinkertaisella periaatteella. Ennustevirheen minimoinnissa tapoja tasapainotilan muodostamiseen on kaksi: joko mallia tulee korjata, tai signaalia muuttaa mallin mukaiseksi. Ennustevirheen minimoinnin periaatteet sopivat kauniisti myös monien psyykkisten ilmiöiden selittämiseen. Illuusiot ja hallusinaatiot, havaintopsykologian klassikot, ovat yksinkertaisesti käsitteellistettävissä generatiivisen mallin ja virhesignaalin tuottamaksi tasapainotilaksi, eli parhaaksi arvaukseksi käytettävissä olevan informaation perusteella. Generatiivinen malli, joka pyrkii minimoimaan ennustevirheen suhteessa aisti-informaatioon näyttää kuin mittatilaustyönä tehdyltä ratkaisulta. Toisaalta erilaiset psyykkiset häiriöt on luonteva selittää prediktiivisen prosessoinnin avulla: esimerkiksi skitsofreenikon mallin tasapaino on niin vinoutunut, että arkisetkin virhesignaalit johtavat hämmentäviin tulkintoihin.[3] Prediktiivisen prosessoinnin periaatteita sovelletaan myös erilaisiin behavioraalisiin interventioihin.[4] Kehys tarjoaa siis tarkemman ymmärryksen lisäksi myös mahdollisuuksia tehokkaampien hoitomuotojen kehittämiseen.

Toimintamme kognitiivinen perusta on arki-intuitioon verrattuna hieman yllättävä. Aivot tuottavat ennusteita, joiden ristiriita havaintosisältöjen kanssa on joissakin tapauksissa yksinkertaisinta ratkaista toimimalla ennusteen pätemisen edellytysten mukaisesti. Kun vaikkapa havaitsen keittiössäni tulipalon, en ehkä ensin usko silmiäni, koska ennusteeni keittiön tilasta on yksinkertaisesti liian kaukana sen havainnoin muodostamista virhesignaaleista. Kun totuus hiljalleen valkenee, generatiivisen mallin parametrit päivittyvät ja ennustevirhe havaintosisällön suhteen on minimoitu, on generatiivisen mallin ja virhesignaalin ennustevirhe yhä kaukana sallituista rajoista: keittiöni ei missään tapauksessa sovi olla tulessa. Mikäli asiantilaa ei kykene hyväksymään, eli mallin korjaaminen keittiön tilaa koskevien parametrien osalta ei vaikuta optimaaliselta ratkaisulta, ainut ratkaisu tasapainotilan muodostamiseen on tarttua toimeen: malli alkaa tuottaa ennusteita motorisista toiminnoista, joita suoritan tulipalon sammuttaakseni. Yksinkertaisin tapa minimoida virhesignaali ruumiin asentoja kuvaavien signaalien ja mallin välillä on tietysti liikutella ruumistani ennusteiden mukaisesti.[5]

Elefantti huoneessa

Kognitiotieteellisessä ja filosofisessa keskustelussa prediktiivinen prosessointi yhdistetään monesti erilaisiin 4E-kognitioksi kutsuttuihin teorioihin. 4E-kognitiolla tarkoitetaan löyhästi toisiinsa liittyviä teorioita, joissa kognitiota tarkastellaan kehollisena (embodied), toimintaympäristöön levittäytyneenä (extended) ja sen kanssa vuorovaikuttavana (enactive) tilannesidonnaisena (embedded) ilmiönä. 4E-kognition edustajat katsovat usein näkemyksensä edustavan merkittävää edistysaskelta klassisen kognititotieteen paradigmasta.

Aivojen sisäisen rakenteen sijaan keskeisintä kognitiotieteellisessä selittämisessä 4E-kognitiotieteen näkökulmasta on siis tarkastella erilaisia vuorovaikutussuhteita, joissa kogniitivinen toimija muodostuu.[6] Prediktiivinen prosessointi sopii hyvin yhteen 4E-teoreetikoiden tavoitteiden kanssa, ja Clark vaikuttaakin ajattelevan keskeisen edistysaskeleen liittyvän juuri 4E-teorioiden selitysvoiman kasvattamiseen tarjoamalla teorioille formaali perusta ja toimintamekanismi prediktiivisen prosessoinnin puitteissa. Kun aivotoiminnassa itsessään on kyse tilastollisista ennusteista, joiden virhe pyritään minimoimaan uskomuksia ja ympäristöä tarpeen mukaan muokkaamalla, on täysin luontevaa ajatella tämän prosessin osana olevan myös maailmassa sijaitsevat esineet ja olosuhteet.[7] Beyond the Naked Brain -luvussa käsitelläänkin laajennetun mielen teoriaa prediktiivisen prosessoinnin puitteissa erilaisiin empiirisiin tutkimuksiin ja ajatuskokeisiin nojautuen. Clark itse kannattaa laajennetun mielen (extended mind) teoriaa ja on eräs sen keskeisistä kehittäjistä.[8] 

Kirjan painopiste on teoreettisen filosofisen pyörittelyn sijaan prediktiivisen prosessoinnin käytännön seurausten tarkastelussa. Clark ottaa kuitenkin kantaa filosofisiin kysymyksiin esitellessään tietoisuuden vaikeaa ongelmaa kirjan keskivaiheilla[9] ilmeisesti jonkinlaisena kädenojennuksena laajennetun mielen teorian kehittäjäkumppanilleen.[10] On vaikea hahmottaa, miksi Clark haluaa esitellä juuri tätä filosofista ongelmaa kirjan asiayhteydessä. Ammattifilosofina Clarkilta olisi mieluusti lukenut ajatuksia teorian perusteiden suhteen keskeisistä kysymyksistä. Erityisesti representaatioiden ja kognition suhteesta olisi mieluusti lukenut vaikka kokonaisen luvullisen. 

4E-teoreetikoille on tyypillistä pyrkiä kumoamaan käsitys kognitiivisen toiminnan representationaalisesta rakenteesta. Representaatiot tarkoittavat tässä yhteydessä jonkinlaisia sisäisiä rakenteita, jotka tavalla tai toisella vastaavat ulkoisen maailman rakenteita. Kognitiiviset toiminnot siis käsittelevät representationalistien mielestä tällaisia sisäisiä rakenteita ja vasta niiden kautta maailmaa itsessään. Clark on itse esittänyt, että prediktiivinen prosessointi on keskeisiltä osin mahdollista tulkita antirepresentationalistisesti, kun antirepresentationalismi itse tulkitaan riittävän maltillisesti.[11] 

Ei kuitenkaan ole selvää, että tällainen siirto on täysin ongelmaton.[12] Antirepresentationalistinen tulkinta prediktiivisestä prosessoinnista vaikuttaa myös haastavalta sovittaa yhteen Experience Machinen narratiivin kanssa. Mikäli prediktiivisessä prosessoinnissa mullistavaa on juuri havainnon, kognition ja maailman keskinäissuhteiden uudella tapaa käsitteellistäminen, miten tämä tulisi tulkita, mikäli representaatioita ei todella ole? Clark mainitsee asian vain ohimennen, mikä on kirjan teoreettisen annin kannalta sääli.[13] 

4E-teorioiden keskeinen yhteinen nimittäjä on klassisen kognitiotieteen ja komputationalistisen mielenfilosofian hylkääminen. 4E ei kuitenkaan perustu yhtenäiseen tutkimusohjelmaan vaan pääosin erilaisiin mannermaisesta filosofiasta ja evoluutiopsykologiasta lainattuihin ideoihin, joita liikkeeseen mukaan luettavat teoreetikot ovat kehittäneet kukin omiin suuntiinsa. Prediktiivistä prosessointiakaan ei kannateta kiistattomasti 4E-teoreetikoiden keskuudesa. Clark lakaisee nämä jännitteet maton alle. Esimerkiksi tunnettu 4E-teoreetikko Evan Thompson on todennut pitävänsä prediktiivistä prosessointia epäuskottavana teoriana juuri siksi, että se katkaisee yhteyden ulkomaailman ja kognition välillä.[14] Ehkäpä problematiikan yksityiskohtainen erittely olisi populaariteoksen lukijan näkökulmasta tarpeetonta. Kamppailu 4E-kognition täsmällisestä tulkinnasta ja erilaisten teoreettisten näkökulmien yhteensopivuudesta on kuitenkin kirjan sisällön kannalta sivuraide. Toisaalta se toimii myös retorisena temppuna, kun prediktiivisen prosessoinnin vallankumouksellisen voiman tueksi voidaan esittää parhaita paloja hyvin kiistanalaisista teorioista, ja lukea nämä prediktiivisen prosessoinnin ansioiksi. Räikein esimerkki tästä on Clarkin tapa käsitellä aktiivista inferenssiä. 
Aktiivinen inferenssi on poikkeuksellisen kunnianhimoinen ja hyvin kiistanalainen teoreettinen kehys, jossa kognitiivinen toiminta yhdistetään maailman yleisiin toimintaperiaatteisiin tilastollisen fysiikan käsittein. University College Londonin professori Karl Fristonin kehittämän teorian avainkäsite on vapaan energian minimointi: itsensä ja ympäristönsä välistä vapaata energiaa minimoiva systeemi on matemaattisesti ekvivalentti prediktiivisen prosessoinnin ennustevirhettä minimoivalle järjestelmälle.[16] Clark asemoi aktiivisen inferenssin muitta mutkitta osaksi teoriaperhettä, jonka kattokäsitteenä prediktiivinen prosessointi toimii; hän jopa toteaa käyttävänsä useita eri toisiinsa liittyviä käsitteitä tällä tapaa prediktiivisen prosessoinnin synonyymeinä.[15] Ratkaisu on luettavuuden suhteen toimiva ja Clarkin oman näkemyksen mukainen, mutta eri teorioiden kimputtaminen näin suoraviivaisesti on uhkarohkea ratkaisu. Ratkaisu käyttää aktiivisen inferenssin käsitettä lähinnä synonyyminä toiminnan prediktiivisen prosessoinnin avulla selittämiselle turvaa Clarkin selustaa teoriaan liittyvien ongelmien kannalta. Samalla keskeinen osa teorioiden selitysvoimasta tulee juuri näiden synteesistä: aktiivinen inferenssi tarjoaa fysikaalisen tason selityksen prediktiivisen prosessoinnin postuloimille mekanismeille. Aktiivista inferenssiä tarkemmin käsittelevä osuus olisikin ollut erityisen mielenkiintoinen, onhan Clark itsekin ollut mukana keskustelussa aktiivisesta inferenssistä.[17]

All Watched Over by Machines of Loving Grace

Prediktiivisen prosessoinnin yhdistäminen 4E-teorioihin tuo ihmisyyden ja työkalujen suhteen selittämiseen kiintoisaa perspektiiviä. Beyond the Naked Brain -luvussa tarkastellaan erilaisten teknologioiden vaikutusta kognitiivisten toimintojen kehitykseen ja ominaisuuksiin. Kivityökaluja käyttävistä kädellisistä edetään teknologian täyttämään moderniin elämäntapaan. Tulevaisuudenkuvaksi Clark tarjoaa tekniikan entistä syvempää integraatiota elämismaailmaan sekä inhimillisyyden ja teknologian rajan hämärtymistä. Clark esittää, että erilaisten tietojenkäsittelyteknologioiden saumaton kytkeminen ihmisten arkielämään ei ainoastaan ole täysin luonnollista, vaan sen tekemättä jättäminen voi olla jopa eettisesti kyseenalaista. Ovathan avustavat teknologiat jo nyt elintärkeitä erilaisista toiminnallisista rajoitteista kärsiville ihmisille.[18] Avustavat laitteet ovat tietysti hyvä asia. Teknologiayritysten toiminnan ja tavoitteiden kehystäminen kaikkein heikoimmassa asemassa olevien ihmisten aseman parantamisella on kuitenkin hyvin kyyninen valinta.  Hän mainitsee avuliaasti tekevänsä konsultointikeikkoja Googlelle lisäten alaviitteen, etteivät visiot tekoälyteknologioiden täyttämästä maailmasta ja inhimillisen ja koneellisen rajan hävittämisestä edusta työnantajansa näkemyksiä tai tavoitteita, vaikka hän on näiden parissa työskennellytkin.[19] Mikäli kognitiiviset toimintomme todella perustuvat suurelta osin ympäristössä tapahtuvaan vuorovaikutukseen, teknologiayritysten määrittelyvalta muokata ympäristö addiktoivaksi, läpinäkymättömäksi ja kognitiivisesti köyhdyttäväksi on äärimmäisen vaarallista. Juuri tällaisissa aiheissa 4E-kognition asiantuntijalta toivoisi kriittistä analyysiä eikä kasvuyrittäjän hissipuheita tai kyberpunkhenkisiä painajaisia muistuttavia tulevaisuudenkuvia. 

Pahaenteisesti nimetyssä päätösluvussa Hacking the Prediction Machine Clark ajautuu paikoitellen jonkinlaiselta Piilaakson henkisen ilmapiirin parodialta vaikuttavaan pohdiskeluun. Plasebon ihmeellinen voima, affirmaation hyödyt ja virtuaalitodellisuuden kutkuttelevat mahdollisuudet tulevat ilman muuta puheeksi.[20] Tutustumme myös elämäänsä kyllästyneeseen ohjelmistoinsinööriin, joka löytää elämäänsä merkitystä ennustevirheen maksimoimisesta: hän asettaa elämänsä ohjenuoraksi satunnaisia valintoja tuottavan algoritmin.[21] Tästä seuranneiden geneeristen elämysmatkailukokemusten mehustelun jälkeen onkin luontevaa siirtyä jo spekuloimaan psykedeelisten huumeiden käytön ja meditaation vaikutuksilla prediktiivisen prosessoinnin puitteissa.[22] Kirjan loppupuoli tuntuu hieman lässähtävän, kun tutkimustiedon selittäminen ja kontekstointi teorian puitteissa alkaa lipsua Googlen viestintäosaston emuloinnin kautta baaripöytäanekdooteiksi.

Lopuksi

Ajoittaisesta karvaasta maustaan huolimatta kirja on kuitenkin ehdottomasti lukemisen arvoinen. Clark onnistuu esittelemään prediktiivistä prosessointia monipuolisesti, syvällisesti ja ymmärrettävästi. Teoksessa on paljon kiinnostavaa asiaa aihealueeseen ensi kertaa tutustuvalle siinä missä perehtyneemmällekin lukijalle, ja se sisältää myös hyödyllisen liitteen aihealueeseen liittyvistä peruskäsitteistä. Clark tarjoaa poikkeuksellisen monipuolisen ja asiantuntevan näkökulman prediktiivisen prosessoinnin teoriaan ja sen implikaatioihin, hyvässä ja pahassa.

Lähteet

Başoğlu, R. Y. (2021). How Not to Argue about the Compatibility of Predictive Processing and 4E Cognition. Organon F, 28(4), 777–801. 1335-0668. https://doi.org/10.31577/orgf.2021.28402.

Chalmers, D. (1995). Facing up to the problem of consciousness. Journal of Consciousness Studies 2 (3):200–219. https://consc.net/papers/facing.pdf

Clark, A. (2023). The Experience Machine: How Our Minds Predict and Shape Reality. Allen Lane.

Clark, A. (2015). Radical Predictive Processing. Southern Journal of Philosophy 53 (S1):3–27. https://doi.org/10.1111/sjp.12120

Clark, A. & Chalmers, D. (1998). The Extended Mind. Analysis 58 (1):7–19. https://doi.org/10.1093/analys/58.1.7

Friston, K., Thornton, C., & Clark, A. (2012). Free-Energy Minimization and the Dark-Room Problem. Frontiers in Psychology 3. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2012.00130

Gallagher, S. (2023). Embodied and Enactive Approaches to Cognition. Cambridge University Press. 

Lewis, C. I. (1929). Mind and the World-order: Outline of a Theory of Knowledge. Charles Scribner’s Sons.

Marr, D. (1982). Vision: A Computational Investigation Into the Human Representation and Processing of Visual Information. W. H. Freeman.

Noë, A. (2004). Action in perception. MIT Press.

Parr, T., Pezzulo, G., & Friston, K. J. (2022). Active inference: The Free Energy Principle in Mind, Brain, and Behavior. MIT Press.

Varela, F. J., Rosch, E., & Thompson, E. (1993). The Embodied Mind: Cognitive Science and Human Experience. MIT Press.



Viitteet    (↵ palaa tekstiin)
  1. Ks. esim. Lewis 1929 ja Marr 1982.

  2. Clark 2023, 7.

  3. Clark 2023, 62-64.

  4. Clark 2023, 69.

  5. Clark 2023, 73–75.

  6. Ks. esim. Valerie & Thompson 1993, Noë 2004 ja Gallagher 2023.

  7. Clark 2023, 148–149

  8. Clark & Chalmers 1998.

  9. Clark 2023, 115–128.

  10. David Chalmersin ehkä tunnetuin teoreettinen kontribuutio on juuri tietoisuuden vaikea ongelma (ks. Chalmers 1995). Ongelmassa on kyse siitä, että tieteellisen selityksen tarjoaminen mielen toiminnoille ei selitä sitä, minkä vuoksi kokemus on laadullisesti jonkinlainen: miksi aistiärsykkeiden käsittely aivoissa aiheuttaa tietoisia näköaistimuksia?

  11. Clark 2015.

  12. Ks. Başoğlu 2020.

  13. Clark 2023, 9.

  14. Thompson esitti näkemyksensä enaktivismia käsitelleen esitelmänsä Q&A:ssa Action in Perception 2024-juhlakonferenssissa Helsingissä 5.9.2024.

  15. Ks. Parr, Pezzulo & Friston 2022.

  16. Clark 2023, 10.

  17. Ks. esim. Friston, Thornton & Clark 2012.

  18. Clark 2023, 153–154.

  19. Clark 2023, 167.

  20. Clark 2023, 183–194.

  21. Clark 2023, 201-204.

  22. Clark 2023, 204–210.