Alkuun  
Emergenssin asema universumissa
Matti Kamppinen

Maailma on ihmiselle tyly paikka. Täällä on kiviä, myrkkykäärmeitä, kuivuutta, kylmyyttä ja hyönteisiä. Taivaalta löytyy vielä enemmän epäinhimillisiä asioita, elottomuutta, merkityksettömyyttä, tyhjyyttä. Merkityksettömyyttä vastaan ihmiset ovat keksineet oivan konstin: inhimillistämisen eli antropomorfian. Puut, karhut, taivaankappaleet, kivet ja muurahaiset ovat saaneet kantaa inhimillisiä ominaisuuksia. Maailma on näyttäytynyt sitä ymmärrettämpänä mitä enemmän se on muistuttanut ihmistä.

Antropomorfian perustana ovat intentionaaliset selitykset, joiden perusajatus on yksinkertainen: selityksen kohdetta käsitellään intentionaalisena systeeminä eli siihen liitetään uskomuksia ja haluja, lyhyesti sanottuna tavoitteellisuutta. Intentionaalinen systeemi havainnoi ympäristöään ja etenee tavoitteidensa mukaisiin paikkoihin: joki virtaa koska se haluaa virrata, taivaankappaleet asettuvat haluamilleen radoille, ja puut kasvavat koska ne etsivät auringonvaloa.

Intentionaalisten selitysten ensisijaisena sovellutuskohteena ovat ihmiset. Jo varhain opimme jäljittämään kanssaihmisten intentioita, ja luottamaan siihen että niiden avulla voimme ennustaa ja ymmärtää sosiaalista ympäristöämme. Myös omaa itseämme opimme ymmärtämään intentionaalisten selitysten kautta: minäkuva ja itsetunto, omatunnosta puhumattakaan, rakentuvat intentionaalisille selityksille ja käsitteille. Oman toiminnan suunnittelu, päätöksenteko ja vastuun kantaminen lepäävät niin ikään intentionaalisen käsitteistön varassa.

Myös sellaiset ihmisenä olemisen kannalta keskeiset asiat kuin totuus, tieto ja arvot ovat intentionaalisen käsitteistön varassa. Totuus on suhde ajatussisällön ja asiaintilan välillä, tieto on tosi ja oikeutettu uskomus, ja arvot ovat (yhden tulkinnan mukaan) arvokkaina pidettyjä asioita. Näissä kaikissa länsimaisen ihmiskäsityksen komponenteissa on mukana intentionaalista käsitteistöä: ajatussisältöjä, uskomuksia ja arvostamista.

Intentionaalisten selitysten alasajo

Ihmisen ulkopuolista maailmaa koskevien selitysten kohdalla intentionaalisille selityksille on käynyt pääsääntöisesti huonosti viimeisen kahdensadan vuoden aikana. Antropomorfisen maailmankuvan murentuessa intentionaalisista selityksistä on tullut pelkkiä lyhentäviä puhetapoja, joiden ei enää uskota viittavaan mihinkään reaalisiin intentioihin, uskomuksiin ja haluihin. Taivaankappaleet liikkuvat mekanististen lakien mukaisesti, ja kasvit suunnistavat valoa kohti mekanististen syiden ja kyberneettisen säätelyn ansiosta, eivät sen vuoksi että ne haluaisivat määrättyihin kohtiin itsensä sijoittaa. Eläinten kohdalla niin ikään alemman tason mekanistiset selitykset ovat korvanneet intentionaalisia selityksiä. Muurahaiset kulkevat polkua pitkin hajujen orjallisessa ohjauksessa, eivätkä ole ruuanhakumatkalla tai päiväkävelyllä samassa merkityksessa kuin ihmiset.

Darwininilainen evoluutioteoria on edesauttanut intentionaalisuuden karsiutumista luontoa koskevista selityksistä. Luonnonvalinta on darwinilaisen ajattelun mukaan viime kädessä mekanistinen ja sokea prosessi, joka voi tuottaa ja on tuottanutkin hämmästyttäviä sopeutumia eli adaptaatioita. Monien sopeutumien kohdalla ensi vaikutelma on se, että joko eliö itse on intentionaalisesti tapansa valinnut, tai sitten sopeutuman on täytynyt syntyä tietoisen suunnittelun tuloksena, luojajumalan tai muun sellaisen askartelun tuloksena. Muurahaisten ravinnonhakureitit näyttävät ensimmäisen vaihtoehdon mukaisilta, ja monet muurahaisten yksityiskohdat kuten kemikaalien reseptorit näyttävät suunnitelmallisilta. Darwinin oivalluksen keskeinen anti on siinä, ettei adaptaation perusteella tarvitse päätellä kumpaakaan, ei intentionaalisuutta eliöissä eikä niiden ulkopuolella. Mekanistinen luonnonvalinta, joka jättää jäljelle vain ihmisen näkökulmasta katsottuna "nerokkaat" sopeutumat, on vailla ihmismäistä suunnitelmallisuutta.

Intentionaalisia selityksiä me tieteilijät toki edelleen käytämme kuvatessamme ilmiöitä, mutta intentionaalisten selitysten edellyttämään todellisuuteen ei kovin moni enää usko. Intentionaaliset selitykset ovat korvautuneet funktionaalisilla ja mekanistisilla selityksillä. Inhmillistetty maailma on muuttunut mekanistiseksi, takaisin sellaiseksi jollainen se oli ennen ja ilman ihmistä.

Intentionaalisille selityksille on käynyt kehnosti ennen kaikkea tieteessä. Uskonnoissa intentionaaliset selitykset ovat puolestaan pärjänneet hyvin. Jumalolennot aina luonnonhaltijoista kohtaloon ovat esimerkillisiä intentionaalisia systeemejä, joiden kanssa pärjää, mikäli arvaa niiden intentiot oikein. Intentionaalisten selitysten kadotessa tieteellisestä maailmankuvasta työnjako tieteen ja uskonnon välillä on selkiytynyt, ainakin länsimaissa: tiede kertoo miten asiat ovat, ja uskonto liimaa tämän kertomuksen päälle inhimillistävän ja kotoistavan kuorrutuksen.

Ovatko psykologiatieteet ylipäänsä tiedettä?

Entä ihminen? Voidaanko intentionaaliset selitykset korvata funktionaalisilla ja mekanistisilla selityksillä, eli kapeammin ymmärrettynä, voimmeko korvata psykologisen selittämisen neuraalisella? Filosofian puolella ns. äärimmäiset reduktionistit ovat kiiruhtaneet huomauttamaan, että pääsääntöisesti kaikilla tieteellisen tutkimuksen aloilla siirtymä intentionaalisista selityksistä mekanistisiin on ollut menestyksekästä: sään vaihtelut eivät aiheudu intentionaalisista säänhaltijoista vaan monimutkaisista ilmamassojen liikkeistä; alaselän kivut eivät aiheudu intentionaalisista noidista ja noidannuolista vaan välilevyjen siirtymistä, ja niin edelleen. Ihmistieteissä pitäisi asioiden edetä samalla tavalla, jos ihmistieteet noudattaisivat yleistä tieteellisten teoriain dynamiikkaa. Jos intentionaalisista selityksistä ei päästä eroon esimerkiksi psykologiatieteissä, kertoo se oman vastustamattoman tarinansa psykologiatieteen epätieteellisyydestä. Korkeamman tason teorioiden redusointi ja eliminointi on tämän koulukunnan mukaan yksi todellisen tieteen ja tieteellisen edistyksen tuntomerkkejä. Humanistinen psykologia, sosiaalitieteet ja muut intentionaalisten selitysten hyödyntäjät ovat pseudotieteitä, joiden olemassaolon oikeutus perustuu vain rahoituspäätöksiin, yliopistoinstituution jähmeyteen ja päättäjien pelkuruuteen, ei siihen että ne olisivat todella edistyviä tieteenaloja. Ei hyvältä näytä.

Äärimmäisiä reduktionisteja - kuten muitakin äärimmäisyysliikkeiden edustajia - on kuitenkin harvassa. Ja hyvä vasta-argumentti, jolla voi ainakin hämmentää äärimmäistä reduktionistia, on kysyä miksi meidän pitäisi uskoa se mitä hän sanoo, koska uskomuksia ja perusteluja ei muiden intentionaalisten ilmiöiden tapaan ole edes olemassa. Eli jos äärimmäinen reduktionisti on oikeassa, koko oikeassa olemisen käsite menettää merkityksensä, eikä millään ole enää mitään väliä. Argumentoinnin sijasta voisimme olla vaikkapa kävelyretkellä.

Äärimmäisiä reduktionisteja on kahtaalla: fiktiivisinä hahmoina filosofisessa kirjallisuudessa, jossa heitä käytetään pedagogisiin tarpeisiin hieman samaan tapaan kuin susia, noitia ja jättiläisiä käytetään lasten saduissa, ja tietysti fysiikan laitoksilla. Fysiikan laitokset voitaisiin tällä perusteella julistaa suojelualueiksi, sen verran harvinaisia nuo äärimmäiset reduktionistit ovat. Filosofian ja psykologian peruskursseihin voisi tällöin kuulua käynti fysiikan laitoksella katsomassa, miltä näyttää ihminen, joka on sitä mieltä, että jotakin mieltä oleminen on joko varsin epätodenäköistä tai mahdotonta.

Biotieteiden laitoksilla äärimmäisiä reduktionisteja on vähemmän, koska biotieteiden systeemiteoreettinen ja holistinen lähestymistapa ei anna hyvää kasvualustaa äärimmäisen reduktionismin ajatuksille. Biotieteet kärsivät kenties vähäisestä ontologisesta sokeudesta, eli uskovat olevansa immuuneja olemassaolon peruspiirteitä koskevien kysymysten suhteen. Ylipäänsä kokeelliset luonnontieteet ovat ihastuneet niin sanottuun ex post facto ontologiaan, eli he haluavat ensin paloitella, liottaa, uuttaa, sentrifuugata, säteilyttää, hiukkaskiihdyttää ja jäädyttää tutkimuskohteensa, ja katsoa vasta tämän jälkeen mitä jäi jäljelle. Tähän etsi & tuhoa -srategiaan kuuluu yleensä myös varsin pragmaattinen ja vähättelevä suhtautuminen ontologian kysymyksiin. On kuitenkin hyvä muistaa, että myös biotieteelliset aktiviteetit ovat ontologisesti sitovia. Kaikki tieteellinen ongelmanasettelu, eksplikointi, selittäminen ja ennustaminen tekevät ontologisia sitoumuksia, eli niiden mielekkyys edellyttää maailman olemista tavalla tai toisella. Biotieteellinen teoretisointi neuraalisista systeemeistä ja tiloista edellyttää systeemien, tilojen ja prosessien olevan mielekkäissä ja koherenteissa suhteissa toisiinsa. Korkeamman tason ominaisuuksista puhuminen edellyttää, että monitasoinen systeemiontologia vallitsee maailmassa.

Reduktion ja emergenssin asema universumissa

Reduktiokeskustelun(1) lähtökohtana on meille tarjoutuva maailma: se on ilmeisen monitasoinen. Esimerkiksi ihmistä voidaan tutkia fysiikan, kemian, biologian, psykologian ja kulttuuritieteiden avulla. Näennäisen monitasoisuuden herättämä kysymys on seuraava: Ovatko eri tasot samanvertaisia, vai voidaanko ylempiä tasoja (esimerkiksi psykologia ja kulttuuritieteet) palauttaa eli redusoida alempiin, perustavampiin tasoihin kuten biologia ja fysiikka? Emergenssin käsite liittyy tähän keskusteluun puolestaan seuraavalla tavalla. Tasojen osittaisen itsenäisyyden ja omalakisuuden puolesta argumentoivat antireduktionistit väittävät, että eri tasoilla on omia emergenttejä ominaisuuksiaan, joita ei voida palauttaa alemman tason ilmiöihin.

Reduktiota eli takaisinpalauttamista on kahta lajia, joiden toisistaan erossa pitämisellä saadaan kummasti selkeyttä aikaan. Voidaan nimittäin erottaa ontologinen ja epistemologinen reduktio. Ontologinen reduktio tarkoittaa, ettei korkeamman tason oliota, esimerkiksi kulttuurisia artefakteja tai psyykkisiä ilmiöitä ole olemassa, vaan niiden sijaan universumia kansoittavat alemman tason oliot kuten neuronit tai alkeishiukkaset. Ontologinen reduktio karsii universumin kalusteluettelosta kaikki korkeamman tason oliot, pitäen niitä vajavaisen tietokykymme tuottamina harhoina. Epistemologinen reduktio tarkoittaa puolestaan sitä, että korkeamman tason oliota voidaan ymmärtää alemman tason teorioiden avulla. Ymmärryksemme esimerkiksi aggressiosta tai muistista paranee, kun selvitämme mitä aivoissa tapahtuu.

Epistemologisesta reduktiosta ei seuraa että korkeamman tason oliot (persoonat, tunteet) olisivat harhoja, vaan ainoastaan se, että niillä on mielekkäitä systemaattisia yhteyksiä alemman tason olioihin (aivojen aineenvaihduntaan, perimään). Suurin osa ihmistutkimuksen saralla työskentelevistä on epistemologisia reduktionisteja. Ihmistieteiden perustoja kolkuttelevat ajattelijat eivät tähän useinkaan tyydy, ja äärimmäiset reduktionistit ovat juuri ontologisia reduktionisteja.

Suhteet tasojen välillä

Erilaisista organisaatiotasoista koostuvaa todellisuutta analysoidessamme seuraavat erottelut ovat hyödyllisiä:

– onko kyseessä yksi–moneen vastaavuus eri tasojen välillä, ja
– onko tasojen välinen riippuvuus vahvaa vai heikkoa.

Yksi-moneen vastaavuus tarkoittaa sitä, että korkeamman tason ilmiö voi toteutua eli realisoitua useammassa eri alemman tason ratkaisussa. Kaksi ihmistä, jotka molemmat haluavat mennä lounaalla (ja jakavat tämän korkeamman tason ilmiön) voivat olla erilaisissa neuraalisissa tiloissa. Vastaavasti sosiaalinen korkeamman tason ominaisuus "tehokas työnjako" voi realisoitua useissa erilaisissa alemman tason ratkaisuissa.

Vahvassa riippuvuudessa alemman tason muutokset aiheuttavat ylemmän tason muutoksia, kun taas heikossa riippuvuudessa tyydytään siihen, että ylemmän tason muutokset vaativat aina joitain alemman tason muutoksia. Vahvasta riippuvuudesta on kyse silloin, kun aivojen välittäjäaineiden muutoksilla vaikutetaan vaikkapa aggressioon, tai aivoleikkauksella vaikutetaan näkökykyyn. Yleensä mentaalisten ja neuraalisten tilojen välillä vallitsee heikko riippuvuus, eli ylemmän tason muutokset vaativat alemman tason muutoksia (mielialojen vaihtuessa aivoissa tapahtuu varmasti jotakin), mutta jotain neuronia säätämällä emme saa aikaan erityistä mentaalista muutosta.

Regulatiivinen ja konstitutiivinen hierarkia

Ihmistieteet kokonaisuudessaan, psykologia ja biologia mukaanlukien, tutkivat useilla eri tasoilla toimivia systeemien kokoelmia eli tasorakennelmia. Standardi ihminen koostuu sosiaalisesta, psykologisesta, ekologisesta, solubiologisesta, geneettisestä, kemiallisesta ja fysikaalisesta tasosta eli systeemeistä, jotka operoivat näillä tasoilla. Tasorakennelmien kanssa puurtaville tutkijoille on tarjolla lisää työkaluja: erottelu konstitutiivisen ja regulatiivisen hierarkian välillä.

Useista eritasoisista systeemeistä koostuvia faktuaalisia olioita voidaan tarkastella konstitutiivisina hierarkioina silloin kun katsotaan, miten korkeamman tason ilmiöt ovat rakentuneet, eli millaisissa komponenteissa ne realisoituvat. Ihmisen sosiaalisten taitojen aivoperustan tutkimus on konstitutiivisen hierarkian selvittämistä.

Regulatiivisessa hierarkiassa alemman tason olioita tarkastellaan niissä rooleissa, joita korkeamman tason lainalaisuudet niille antavat. Esimerkiksi ihmisaivojen eri alueiden nimeäminen ja mentaalisten toimintojen paikantaminen noudattaa pääsääntöisesti arkipsykologisia erotteluja näön, kuulon, muistin ja intohimojen välillä. Alemmalla tasolla identifioidut oliot saavat identiteettinsä niistä säännöistä, jotka kuuluvat korkeamman tason systeemiin. Se seikka, millä tavalla nämä kaksi tasorakennelmien toimintatapaa (tai tarkastelunäkökulmaa) ovat painottuneet keskenään, vaihtelee eri tieteenaloilla. Konstitutiivisten hierarkioiden vallitseva asema esimerkiksi fysiikassa ei oikeuta tekemän päätelmiä siitä, millaisia tasorakennelmat ovat muilla tieteenaloilla, puhumattakaan millaisia ne ovat yleensä.

Tieteellisen selittämisen ideaalimallit: fysiikasta biologiaan

Fysiikka on nauttinut erityisasemaa tieteiden kentässä ja erityisesti tieteenfilosofian oppikirjoissa. Loogisen empirismin ajoista alkaen matemaattinen fysiikka on ollut eräänlainen ideaalimalli sille, miten tieteellistä tutkimusta tehdään. Ihmistieteet ovat saaneet hiki hatussa etsiä oikeutusta itselleen sovittamalla fysiikan kriteereitä oman tieteellisyytensä arviointiin, ja moni filosofian opiskelija on saanut pahan päänsäryn yrittäessään pukea ihmistieteiden perusteita fysiikan mallin mukaisesti.

Ajat muuttuvat, onneksi. Meidän aikamme paradigmaattinen tieteenala on biotieteet, jonka käytännön sovellukset ja systeemiteoreettinen maailman ymmärtäminen näyttäisivät tarjoavan kokonaisvaltaisemman ja orgaanisemman tavan olla maailmassa. Reduktio ja emergenssi asettuvat biotieteellisessä ontologiassa oikeille paikoilleen, eikä psykologisen ja neuraalisen selittämisen välillä ole tuota tympeää joko-tai vaihtoehtoa, joka kenties karakterisoi fysiikan maailmankuvaa.

Tekoälyn haaste

Intelligentit systeemit muualla kuin ihmisten aivoissa tai ihmisyhteisöissä ovat mullistaneet käsitystämme siitä, millaisissa materiaaleissa aitoa intentionaalisuutta voi esiintyä. Mitä uskottavampia intentionaalisuuden toteutumia saadaan aikaan ohjelmoimalla, sitä enemmän ymmärrämme intentionaalisuudesta. Tekoäly voidaan ymmärtää rakennetuksi representaatioita prosessoivaksi systeemiksi, joka säilyy ajassa eli selviää ympäristönsä asettamista haasteista. Ympäristöt voivat olla eri tavoin haasteellisia, ja vain osa esimerkiksi asiantuntijajärjestelmien ympäristöistä on verrattavissa ihmisen toimintaympäristöön. Tekoäly on useimmiten epäinhimillistä, joko epäinhimillisen laskentapainotteista tai epäinhimillisen tyhmää. Intentionaalisuuden ymmärtämisen kannalta on tärkeää, että tekoäly muistuttaa joiltain osin inhimillistä älykkyyttä, jotta voimme nähdä niiden yhtäläisyydet ja ymmärtää, että kyse on geneerisesti ottaen samoista ilmiöistä. Ihmisen ja koneen älykkyyden välillä ei ole kategorista eroa, vaan kysymys on saman ilmiön erilaisista esiintymistä.

Tekoälyn kohdalla on usein mahdollisuus täydelliseen epistemologiseen reduktioon, eri voimme ymmärtää haluamallamme tarkkuustasolla sen, miten tuo korkeamman tason ominaisuus, älykkyys, syntyy ja on olemassa. Seuraako täydellisestä epistemologisesta reduktiosta ontologinen reduktio? Ymmärtääkseni ei, sillä emmehän me lakkaa uskomasta kirjoituskoneen tai autonkaan todellisuuteen siinä vaiheessa, kun saamme selville miten se toimii. Eli täydellinenkään epistemologinen reduktio ei implikoi ontologista reduktiota, vaan ne säilyvät toisistaan loogisesti riippumattomina.

Toinen teema, jonka tekoäly tuo esiin, on tieteellisen selittämisen erilaiset traditiot ja mallit eri tieteenaloilla. Tekoälyn tutkimuksessa samoin kuin muissa insinööritieteissä selittäminen tarkoittaa sitä, että rakennetaan systeemi joka toimii halutulla tavalla, eli tuottaa halutun lopputuloksen. Kognitiotieteilijät lisäävät selittämiseen sofistikaatiota ja vaativat, että rakennetun systeemin pitää myös sisäsiseltä dynamiikaltaan muistuttaa alkuperäisenä tutkimuskohteena ollutta systeemiä. Tähän toki insinööri voi vastata, että jos lentokoneita olisi rakennettu kognitiotieteilijäin käyttämillä kriteereillä, lentokoneet jäljittelisivät elollisen luonnon lentoratkaisuja eli räpyttäisivät siipiään tai pörräisivät noin 50 kilometriä tunnissa!(2) Teoreettisessa fysiikassa puolestaan selittäminen tarkoittaa sitä, että jonkin ilmiön matemaattinen kuvaus voidaan johtaa kaavasta. Psykologia- ja sosiaalitieteissä selittämisen paradigmat vaihtelevat lainomaisten yleistysten käytöstä lokaalisiin hermeneuttisiin tulkintoihin ja kuvauksiin. Koska tieteellisen selittämisen mallit ovat erilaisia eri tieteenaloilla, kysymystä psykologisen ja neuraalisen selittämisen suhteista ei voida järkevästi ratkaista ennen kuin on sovittu siitä, mitä tarkoitetaan tällaisella eri tieteenalojen rajat ylittävällä selittämisellä.

Kirjoittaja toimii tutkimusjohtajana Turun kauppakorkeakoulun Tulevaisuuden tutkimuskeskuksessa sekä kognitiivisen filosofian dosenttina Helsingin yliopistossa.

1. Laajempi versio reduktiokeskustelusta vastakkaisine näkemyksineen löytyy Tieteessä tapahtuu lehden numeroista 1-4/1999.
2. Tämä oppinut huomio on peräisin tri Eero Hyvöseltä.