進化サイバネティックス(しんかサイバネティックス、)は、変異と選択の過程がどのようにして組織(構造と機能をそなえた系)を生み出すのかを、サイバネティックスの概念を用いて研究する学際的な研究分野である。

自然・精神・社会・技術における目的指向的な組織の起源と発展を対象とし、その中心概念は、ヴァレンチン・ターチンが提唱した「メタシステム遷移」(制御系が進化的に上位の制御階層を獲得する過程)である。

体系化は、ターチンとクリフ・ジョスリンが1989年に始め、翌1990年にフランシス・ヘイリヘンが加わったPrincipia Cyberneticaプロジェクトを中心に進められた。

なお、この語は複数の研究系譜で用いられており、定義や射程は論者によって異なる。ロシア語圏ではレドコが同名の著作を出版し、情報セキュリティ分野でも同名の語を掲げた研究が発表されている。本項では、ターチンからPrincipia Cybernetica、ブリュッセル自由大学へと続く系譜を中心に記述し、それ以外の用法は「発展期」「現在の研究動向」の節で扱う。

概要 定義と問題意識 ダーウィンの自然選択による進化論は、当初は生物を説明する理論であったが、変異と選択というパラダイムは、進化認識論、進化計算、進化経済学、進化倫理学、進化心理学、ミーム学など多くの領域に応用されてきた。

しかし、「盲目的な変異という過程から、生物・心・社会のような知的で目的指向的な系がなぜ生じるのか」は直観的に理解しにくい。また、カウフマンやマーギュリスのように、自己組織化や共生といった別の機構が必要だと主張する科学者もいる。

進化サイバネティックスの提唱者たちは、問題は変異と選択の原理そのものにあるのではなく、「組織とは何か」が十分に理解されていないことにあると考えた。「組織とは、ある目的を果たすように構成要素が配置された、構造と機能をそなえた系」である。

サイバネティックスが組織理解に与えた最大の洞察は制御系であり、これは出力(行為)が入力(知覚)に影響し、知覚を目標に近づける負のフィードバック循環として表される。この洞察は1940年代に定式化されたが、当初は与えられた系の組織に関心が向き、その組織がどこから来たのかは十分に問われなかった。

1970年代には、系を観察者が構成したモデルとみなすセカンドオーダー・サイバネティックスが現れたが、Principia Cybernetica側は、観察者の観察という再帰に陥って応用から離れる傾向があったと評している。進化サイバネティックスは、こうしたサイバネティックスの伝統を、進化と複雑性に関する新しい知見と統合して刷新する試みとして位置づけられる。

ヘイリヘンは、進化サイバネティックスを「変異と選択の過程がどのように組織を生み出すかの研究」と定義している。具体的には、次の問題を扱う。

区別・結合・多様度・閉包・制約など組織的複雑性の基本的側面のダイナミクス 目的指向性(制御系)の進化、すなわち「制御の階層がどう生じるか」という質的な問題と、制御系がどう発達するかという量的な問題

中核概念 メタシステム遷移 「複数の制御系が統合され、それらを制御する新たな上位の制御階層が生じる」進化上の質的な飛躍。ターチンは、まず科学が用いる記号体系の発展を分析するためにこの概念を導入し、その後、地球上の生命進化の全過程を同じ観点から一貫して記述できることに気づいたと述べている。生命の起源、個体の自己意識、言語、科学的方法の成立などが遷移の例として挙げられる。

変異と選択 組織の生成を説明する基本機構。制御の出現は、変異の過程が特定の変数の値に制約された負のフィードバック・ループへと閉じることとして想像でき、特定の希少な分子の利用可能性に依存する自己触媒的な化学反応サイクルなどが例として挙げられている。自然選択は多様な撹乱の下でも存続できる系を優遇するため、存続を基本目標とする制御系は増えやすいと説明される。

必須多様度の法則 アシュビーの法則。「実行可能な行為の多様性が大きい制御系ほど、多様な問題に対処できる」。このほか、知覚の感度、環境の内部モデルの精度、目標と価値の階層のバランスが、制御の効率を左右する要因とされる。

世界観としての側面 「Principia Cybernetica計画」は、進化サイバネティックスを完全な哲学体系(世界観)の基礎として発展させることを目指した。その前提は、「素朴な行為の連鎖が変異・選択と<メタシステム遷移>によって複雑な組織を生む」とする過程存在論、「モデルは主体が構成し環境による選択を受ける」とする構成主義的かつ進化的な認識論、適応度と進化の継続を基本価値とする倫理である。

関連分野との違い 進化的システム論(進化の系統論) 進化サイバネティックスとは、と対象が大きく重なるが、サイバネティクスが機能と目標に、システム論が構造により重点を置くのと同様に、進化サイバネティックスは価値、倫理、将来の発展、技術的応用にいっそう注意を払う。

バイオセミオティクス(Biosemiotics) 生物における閉じた記号系(意味)の出現に焦点が限定される点で異なる。

複雑適応系 同様の問題を扱うが、階層的組織と目的指向性への注目が弱く、数学・物理学・化学由来の手法を好む。

人工生命や自律エージェントの研究 モデルの実装が中心で、理論的・哲学的基礎や広い社会的・心理的問題への応用への関心は薄い。

なお、これらの整理は、「Principia Cybernetica」側の自己規定に基づく点に留意が必要である。

歴史 前史 サイバネティクスでは、負のフィードバックによる目的指向的行為の理論が1940年代に定式化された。ソビエト連邦では、1950年代前半に報道でサイバネティクスを「反動的な疑似科学」と批判するキャンペーンが行われたが、スターリン後の雪解けを経て、科学と社会の改革運動としての性格を帯びながら受け入れられていったと、歴史家ゲロヴィッチは論じている。

一方、アメリカの心理学者ドナルド・T・キャンベルは、1960年に、創造的思考を含むあらゆる知識過程に「盲目的変異と選択的保持」が働くとするモデルを論文で提示し、1974年には「進化認識論」の論考を発表した。

キャンベルは、この変異と選択の論理を、生物進化から社会的な信念の伝達に至る知識獲得の全水準に通底する原理とみなした。

創設期(1960年代後半〜1980年代) この分野の理論的な出発点は、ソ連の物理学者・計算機科学者ターチンである。ターチンは1931年に生まれ、1952年モスクワ大学理論物理学科卒業、ケルディシュ応用数学研究所で人工知能研究に携わり、関数型言語Refalを開発した。 。 ターチンは1968年に体制批判の論考『恐怖の慣性』を地下出版(サミズダート)で流布させ、その理論的部分を拡張して、生命進化の全体を制御階層の形成として描く『科学という現象』を著した。この本のロシア語原稿は1970年頃に成立したとされる。

『科学という現象』 本書では、原子・分子の水準から生命の起源、動植物、人間と自己意識を経て、科学的知識の発達に至る進化の図式を提示した。ターチンはダーウィン的な試行錯誤の法則を全面的に受け入れ、「進化に目的はない」としながら、それでも進化には「より高い水準の制御の形成」という法則があると考えた。 本書の特徴は、サイバネティクスに強く依拠した点と、科学的思考の発展そのものを、無機世界に始まる進化の連続の中に含めた点にある。スペンサー、ヘッケル、ベルクソン、テイヤール・ド・シャルダン、ウラジーミル・ヴェルナツキー、アレクサンドル・ボグダーノフ、ウィーナーらの名が類似の構想として挙げられるが、生気論的・神学的要素を退け、情報理論を取り入れた点でそれらと区別される。

この本はソ連の主要出版社で受理され、予備審査でも高く評価されたが、ターチンが別の理由で批判されたために刊行が止まり、初の出版はソ連国外となった。1977年にブラント・フレンツによる英訳がコロンビア大学出版局から刊行された。ターチンは同年ソ連を出国し、ニューヨークに移り、1979年にニューヨーク市立大学の教員となった。

創設への貢献者 この分野の創設に最も大きく貢献したのはターチンである。「メタシステム遷移」の概念は、彼の1970年頃の著作で導入され、のちにヘイリヘンらによって発展させられた。キャンベルの進化認識論は、変異と選択を認識や社会の過程に拡張する並行的な理論であり、のちにヘイリヘンとの共著(1995年)でメタシステム遷移論と結びついた。

組織としての体系化は、1989年にターチンとジョスリンが始めジョスリン自身は1990年の創設と記している、1990年にヘイリヘンが加わった「Principia Cybernetica計画」によって行われた。

創設期における学術論争の有無 「進化サイバネティクス」の隣接領域での論点がいくつか文献に記されている。

政治的文脈 『科学という現象』の初版がソ連国外となったのは、内容ではなく、著者のその後の非科学的な活動が理由であったと、英訳版の序文を書いたグレアムは説明している。

理論上の論点 グレアムは「科学の概念を化学・生物学的存在と同じ進化法則に従う対象として扱う」点が一部の読者の反発を招くだろうと予想し、また、「表象(predstavlenie)」と「メタシステム遷移」という中心語の意味が本文から明確に理解できるかどうかが、批判者にとっての中心的論点になるだろうと述べている。 ターチン自身も序文で、「サイバネティクスによる認識論への侵入」を領分の侵害と受け取る哲学者がいることを予期して論じており、社会を多細胞生物に喩える見方が全体主義的な国家像に矮小化される危険を認めつつ、理論が通俗化されうることは理論の真偽への反論にならないと述べている。

進化論的アプローチ全般の論争 Principia Cybernetica側は、ダーウィン的アプローチ自体が論争的であることを認めている。また、キャンベルの「盲目的変異」概念をめぐっては、創造性研究などで賛否の議論があった。

発展期(1990年代〜2000年代) 1990年代には、ターチンの理論を継承しつつ、社会・認識・情報技術の領域へ広げる作業が進んだ。主な出来事は次のとおりである。

1991年:ヘイリヘン、ジョスリン、ターチンが、「Principia Cybernetica計画」の紹介論文を発表した。 1993年:ヘイリヘンとジョスリンが、電子ネットワークによる哲学の共同開発の手法を論文で報告した。この計画は、百科事典的なウェブサイト「Principia Cybernetica Web」として実装された。 1995年:ヘイリヘン、ジョスリン、ターチンの編集で、メタシステム遷移論の特集号『進化の量子(The Quantum of Evolution)』が刊行された。 同年、ヘイリヘンは、システムを「多様度に対する制約」と定義し、ターチン、パワーズ、キャンベル、サイモンらの並行する理論を一つの枠組みに統合する分類を提案した。ヘイリヘンとキャンベルは、社会水準でのメタシステム遷移の障害と促進要因を論じた。 1996年:ヘイリヘンとヨハン・ボレンが、ワールド・ワイド・ウェブを「超脳(スーパー・ブレイン)」とみなすモデルを提示し、グローバル・ブレイン構想の源流の一つとなった。 1999年:ヘイリヘン、ボレン、リーグラーの編集で『複雑性の進化』が刊行された。 同年、ジダンコは、1958年以来「進化的なサイバネティクス」に関する論文を発表してきたと紹介され、ロンドンの世界サイバネティクス・システム会議で「動的進化サイバネティクスの第一原理」を発表した。 2000年:ジョスリンが、制御と閉包の水準を複雑な記号系で論じる論文を発表した。ヘイリヘンはPrincipia Cybernetica計画の前提と方法論を総括する論文と、Principia Cybernetica Web上の「進化サイバネティクス」の定義ページを公表した。 2001年:レドコが、生物学的なサイバネティック系の進化に関する数理・計算機モデルを分析し、人工生命や適応行動の研究を国内で初めて紹介する著作『進化サイバネティクス』を出版した。 2007年:ヘイリヘンが、社会をオートポイエーシス的な「超個体」とみなす進化サイバネティクス的モデルを論文で詳述した。 同年、ヘイリヘンの指導の下でカルロス・ゲルシェンソンが、自己組織化系の設計と制御に関する博士論文を提出した。 2010年:ターチンが死去。ヘイリヘンによれば、Principia Cybernetica計画は創設者の死後、事実上休止状態にある。

発展への貢献者 発展期の中心的な貢献者は、ヘイリヘン(体系化、社会・情報技術への適用、グローバル・ブレイン)、ジョスリン(制御と記号論の形式化)、ボレン(ウェブを対象とする学習・自己組織化アルゴリズム)、および共著者としてのキャンベルである。ロシア語圏では、レドコやジダンコらが、別の系譜で「進化サイバネティクス」の名の下に研究を発表した。

現在の研究動向 現在の進化サイバネティクス関連の研究テーマと研究者は次のとおりであるリストは現時点で確認できた文献に基づくものであり、網羅的ではないことを留意せよ。。

行為存在論と自己組織化 ヘイリヘンが率いるブリュッセル自由大学のECCO(Evolution, Complexity and Cognition)グループは、「世界の基本構成要素を粒子ではなく行為とその主体」とみなす行為存在論を土台に、複雑で知的な系の自己組織化を研究している。

集団知能・グローバル・ブレイン ヘイリヘンは、「人類が高次の組織と分散知能へのメタシステム遷移の途上にある」とみて、スティグマジー(環境への痕跡を介した間接的協調)などを通じた集団知能とグローバル・ブレインを研究している。

目的指向性と生命の起源 ヘイリヘンは、目的指向性の起源、化学組織論による自己組織化とオートポイエーシスのモデル化、老化と若返りへのサイバネティック・アプローチ、好奇心・畏怖・驚嘆といった感情、主観的経験の「局所的展望理論」など、応用範囲を広げている。

宇宙進化と意味の問題 クレマン・ヴィダルは、宇宙論の視点から、宇宙の始まりと終わり、および宇宙進化における生の意味を著作で論じた。 ケイデル・ラストは、ビッグヒストリー(宇宙・人類史)の枠組みでメタシステム遷移を扱う論文を発表している。

言語と記号 デ・ブーレとシュタットラーは、自己調整系どうしの相互作用から生じる「メタシステム遷移として言語の起源」を論じ、言語を第一義的に協調として特徴づけた。 ジョスリンは、サイバネティクスなモデリング哲学と進化的システムの観点から、計算論的記号論や情報システムの数学的モデル化を研究している。

自己組織系の設計と制御 ゲルシェンソンは、系の構成要素間の相互作用の「摩擦」を減らすことが系全体の「満足」を高めるという前提で、複雑系の設計・制御手法を提案し、現在はビンガムトン大学で研究を続けている。

情報セキュリティ サンクトペテルブルク工科大学のゼグジダらは、サイバー物理システムの構造を自己調整によって変化させ、サイバー攻撃に耐える仕組みを、進化モデルと進化サイバネティクスの発想で提案した。この研究は、アノーヒンの機能システム論とターチンのメタシステム遷移論を理論的系譜として挙げている。

ロシア語圏の系譜 レドコは、人工生命・適応行動のモデルなど、進化サイバネティクスの数理・計算機モデルを研究している。

AI論議での再言及 近年の一般向けの書籍でも、AIと進化を論じる文脈で、ターチンのメタシステム遷移が先駆的な議論として言及されている。

評価と課題 進化サイバネティクスの特色は、生命・心・社会・科学・技術を、「変異と選択および制御の階層形成」という少数の原理で貫いて説明しようとする点にある。この野心的な統合は、他分野の専門家から見れば細部の不正確さを含みうることを、ターチン自身が序文で認めている。また、グレアムが指摘したように、中心概念(表象、メタシステム遷移)の明確さが批判の焦点になりうる。

プロジェクトでは、Principia Cybernetica計画が創設者の死後に事実上休止しており、ターチンからヘイリヘンらへと続く系譜と、ロシア語圏やセキュリティ研究などで同名の語を用いる研究とが、必ずしも相互に参照し合う単一の学界を形成しているとは言えない現時点で確認できた範囲。したがって、「進化サイバネティクス」は、確立した単一の学問領域というより、複数の研究系譜が重なる研究プログラムとして理解するのが適切である。

主要な研究者 創設期 ヴァレンチン・ターチン (Валентин Фёдорович Турчин、1931-2010) ソ連・米国の計算機科学者、サイバネティクス研究者。メタシステム遷移の概念を導入し、『科学という現象』で生命進化の全体を制御階層の形成として描いた。Refalの開発者で、超コンパイルの提唱者でもあり、Principia Cybernetica計画の共同創設者。

ドナルド・T・キャンベル (Donald T. Campbell、1916-1996) アメリカの社会心理学者・方法論者。「盲目的変異と選択的保持」のモデルと進化認識論を提唱し、階層的に組織化された生物系における「下向きの因果」についても論じた。晩年にヘイリヘンと社会水準のメタシステム遷移を共同研究した。

クリフ・ジョスリン (Cliff A. Joslyn、1963-) アメリカの数学者・サイバネティクス研究者。ターチンとともにPrincipia Cybernetica計画を創設し、制御・閉包・記号系に関する論考を発表した。現在は太平洋岸北西部国立研究所(PNNL)の知識科学担当チーフサイエンティストで、ビンガムトン大学の客員教授。

フランシス・ヘイリヘン (Francis Heylighen、1960-) ベルギーの物理学者・サイバネティクス研究者。1990年にPrincipia Cybernetica計画に加わり、同計画のウェブと「進化サイバネティクス」の定義ページを作成した。ブリュッセル自由大学レオ・アポステル・センターの研究責任者で、ECCOグループを率い、グローバル・ブレイン研究所を創設した。

発展期 ヨハン・ボレン (Johan Bollen、生没年未確認) ヘイリヘンと共同で、ウェブを超脳とみなすモデルや、学習するウェブのためのアルゴリズムを研究した。

アレクシス・U・ジダンコ (Alexis U. Jdanko、生没年未確認) エルサレム・ヘブライ大学所属。1958年以来、進化的なサイバネティクスに関する論文を発表し、1999年に「動的進化サイバネティクスの第一原理」を報告した。

ウラジーミル・レドコ (Владимир Георгиевич Редько、生没年未確認) ロシア科学アカデミー光ニューラル技術研究所の研究者。『進化サイバネティクス』(2001年)、『進化・ニューラルネットワーク・知能』(2005年)などの著作で、生物学的サイバネティクス系の進化の数理・計算機モデルや人工生命を論じた。

カルロス・ゲルシェンソン (Carlos Gershenson、1978-) メキシコ出身の研究者。ヘイリヘンの指導で博士号(2007年)を取得し、自己組織化系の設計と制御を研究した。UNAM教授を経て、現在はビンガムトン大学教授。

ヨアヒム・デ・ブーレ (Joachim De Beule、生没年未確認) 進化サイバネティクスの観点から、言語を自己調整系の協調として論じた共著論文(2014年)の著者。

ケヴィン・シュタットラー (Kevin Stadler、生没年未確認) デ・ブーレとの共著で、言語と協調に関する進化サイバネティクス的な見方を提示した。共著論文の刊行時はエディンバラ大学に所属。

現在の最前線 クレマン・ヴィダル (Clément Vidal、生没年未確認) 哲学者。ブリュッセル自由大学のECCOグループに所属し、宇宙論、進化理論、システム理論を統合して、宇宙進化における生の意味を論じている。

ケイデル・ラスト (Cadell Last、生没年未確認) ブリュッセル自由大学グローバル・ブレイン研究所の研究者。ビッグヒストリーの視点から、メタシステム遷移の観点で人類の未来を論じている。

ドミトリー・ゼグジダ (Дмитрий Петрович Зегжда、生没年未確認) サンクトペテルブルク工科大学の情報セキュリティ研究者。ラヴロワ、パヴレンコ、シティルキナらと、進化サイバネティクスの発想をサイバー物理システムの攻撃対策に応用した。

関連項目 サイバネティクス セカンドオーダー・サイバネティックス メタシステム遷移 進化認識論 システム論 複雑適応系 自己組織化 グローバル・ブレイン バイオセミオティクス 人工生命 ミーム学

脚注

外部リンク Evolutionary cybernetics - Principia Cybernetica Web(ヘイリヘンによる定義ページ) The Phenomenon of Science - ターチン『科学という現象』英訳のウェブ版 Center Leo Apostel (CLEA) - ブリュッセル自由大学