Мозг и сознание - Кэролайн Уилльямс

Безусловно, мы чувствуем реальность нашего сознания, но может ли оно на самом деле быть тем, что создает окружающую реальность? Именно так считают некоторые физики.

В квантовой физике частица вроде электрона или фотона может существовать как «суперпозиция» многих состояний одновременно. Однако при любой попытке пронаблюдать эти состояния мы видим только одно из них.

Почему и как это происходит – центральный вопрос квантовой механики, породивший множество предложений и интерпретаций. Наиболее популярная копенгагенская интерпретация гласит, что ничто не является реальным до тех пор, пока оно не подвергнуто наблюдению или измерению.

О том, что именно представляет собой наблюдение, копенгагенская интерпретация умалчивает. Джон фон Нейман нарушил это молчание и предположил, что наблюдение является действием сознательного разума. Эту идею также выдвинул Макс Планк, основатель квантовой теории, который в 1931 году заявил: «Я считаю сознание первичным. Я рассматриваю материю как производную от сознания».

Этот тезис основывается на убеждении в том, что в сознании, особенно человеческом, есть нечто особенное. Сознательный разум каким-то образом способен выбрать одну из предложенных квантовых возможностей, делая ее реальной – по крайней мере, для этого разума.

Генри Степп из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, Калифорния, является одним из немногих физиков, кто подписывается под этой точкой зрения. Он утверждает, что мы – «участвующие наблюдатели», чьи разумы и являются причиной исчезновения суперпозиции. Прежде чем появилось человеческое сознание, существовала мультивселенная потенциальных вселенных, говорит Степп. Возникновение же сознательного разума в одной из этих потенциальных вселенных – в нашей вселенной – придает ей особый статус: реальность.

С этой точкой зрения многие не согласны. Одна из проблем заключается в том, что значительное число рассматриваемых явлений плохо изучены. Многие философы, включая Мэттью Дональда из Кембриджского университета, замечают, что мы даже не знаем, существует ли сознание вообще, поэтому выдвижение его в качестве необходимой предпосылки для реальности только добавляет путаницы.

Дональд предпочитает, возможно, еще более причудливую интерпретацию «многих разумов», связанную с мультимировой интерпретацией квантовой теории, в которой каждый исход квантового решения реализуется в другой вселенной. В этой концепции человек, наблюдающий квантовую систему, видит все множество состояний, но каждое из них – в отдельном разуме. Все эти разумы порождены физическим веществом мозга и имеют общее прошлое и будущее, но не могут сообщить друг другу о настоящем.

Хотя это звучит малоправдоподобно, этот и другие подходы к осмыслению роли разума в нашем восприятии реальности все чаще принимаются всерьез. Понимание сознания вполне может открыть совершенно новый философский ящик Пандоры.

Сознание – это четвертое состояние материи?

«Твердое тело, жидкость, газ, сознание: все это про взаиморасположение атомов», – говорит физик Макс Тегмарк.

Представьте себе всю пищу, которую вы съели в своей жизни, и подумайте о том, что вы – это просто некоторое количество этой пищи, но по-новому переструктурированное. Ваше сознание также не просто производная от «съеденных» вами атомов, а зависит от сложных паттернов их взаимного расположения.

Представьте также других существ, обладающих сознанием, скажем, инопланетян или сверхразумных роботов из будущего, состоящих из различных типов атомов. Можно предположить, что сознание является «эмерджентным явлением», высокоорганизованное поведение которого возникает из множества простых взаимодействий. Сходным образом поколения физиков и химиков исследовали, что происходит при группировке огромного количества атомов, и обнаружили, что их совокупное поведение зависит от паттернов их взаимного расположения. Например, ключевое различие между твердым телом, жидкостью и газом заключается не в типах атомов, а в их расстановке. Кипячение или замораживание жидкости просто иначе располагает атомы, переструктурирует их.

Тегмарк надеется, что в конечном итоге сознание можно будет понять как еще одно состояние материи. Существует много типов сознания, как и типов жидкостей. Однако это многообразие не должно мешать нам определять, измерять, моделировать и понимать характерные свойства, которые являются общими для всех жидких или сознательных форм материи. Возьмите для примера волны, которые не зависят от субстрата в том плане, что они могут встречаться во всех жидкостях, безотносительно их атомного состава. Подобно сознанию, волны – это эмерджентное явление в том смысле, что они живут своей собственной жизнью: волна может пересечь озеро, в то время как отдельные молекулы воды просто качаются вверх и вниз. Движение же волны (и сознание) можно описать математическим уравнением, для которого не важно, из чего эта волна состоит.

Если усилия на этом пути приведут к успеху, это сыграет роль не только в нейробиологии и психологии, но и в фундаментальной физике, где многие из самых ярких проблем отражают наше непонимание того, как относиться к сознанию. Многообещающие перспективы обоснования сознания просматриваются в фундаментальной физике. Тем не менее, остается по-прежнему много работы, и никто не знает, удастся ли нам добиться успеха.

Когда мы принимаем решение, будь то простое решение согнуть палец или гораздо более сложное – вступить ли в брак, нам нравится думать, что командуем здесь именно мы. Так как же это сочетается с тем, что мы знаем о мозге? И, что еще важнее, каким образом сознание связано с этим процессом?

Как мы изучаем свободу воли?

Достаточно легко определить действия, у которых со свободой воли нет ничего общего. Хороший пример – рефлексы, допустим, когда вы отдергиваете руку от горячего предмета. Вы не решаете убрать руку, она движется в любом случае, спровоцированная контактом вашей кожи с горячим. Мозг в это даже не вмешивается. Однако есть множество других видов действий, у которых нет явного внешнего инициирующего фактора, и похоже, что они полностью генерируются нашим собственным «я». Мы можем действовать или решить не делать этого – выбор полностью зависит от нас. Или, по крайней мере, так кажется. Но как только вы начинаете следить за тем, что происходит в мозге, когда мы принимаем решение сделать что-либо, все становится намного менее однозначным.

Для изучения свободы воли ученые используют своего рода метод обратного проектирования, начиная с самого действия и затем пытаясь найти самые ранние признаки решения. Уже более ста лет, с момента публикации работы нейробиолога Чарльза Шеррингтона, мы знаем, что всеми нашими произвольными физическими движениями управляет мозг. Всякий раз, когда мы решаем задействовать любую из мышц нашего тела, движению предшествует определенная мозговая активность. Например, единственный способ переместить вашу правую руку – это сначала активировать двигательную кору левого полушария головного мозга.