Жизнь на грани. Ваша первая книга о квантовой биологии - Джонджо МакФадден

Представьте себе нашу художницу из палеолита, наблюдающую за настоящим бизоном. Ее глаза, нос, уши и, если бы это был убитый бизон, тактильные рецепторы в пальцах захватили бы множество сенсорных впечатлений от животного, в том числе его запах, очертания, цвет, текстуру, движение и звук. В главе 5 мы обсуждали, как запахи улавливаются нашим обонянием. Вспомните, что молекулы пахучих веществ, которые связываются с каждым обонятельным нейроном, заставляют клетку «сработать», то есть послать электрический сигнал вдоль аксона (пучкообразный отросток клетки) от обонятельного эпителия в задней части носа до обонятельной луковицы в головном мозге. Мы изучим детали этого возбудительного процесса далее в этой главе, поскольку это ключ к пониманию возможного участия квантовой механики в наших мыслях. Сейчас, однако, мы представим себе молекулу запаха, доносящегося от нашего бизона до носа нашей художницы, где он связывается с обонятельным рецептором и запускает цепь электрических импульсов, чтобы двигаться по проводящему аксону, подобно телеграфному сигналу, содержащему только точки, или импульсы, а не точки и тире, как в телеграмме.

Когда обонятельный нервный сигнал прибыл в мозг нашей художницы, это вызвало раздражение (усиление импульсов) еще большего числа нервов на его пути: импульсный сигнал прыгал от одного нерва к другому, и каждый из них действовал как своего рода ретранслятор. Другие сенсорные данные были также захвачены в импульсные сигналы. Например, палочки и колбочки (специализированные нейроны наподобие обонятельных, но реагирующие на свет, а не на запах), которыми выложена сетчатка глаза, послали потоки импульсных сигналов с помощью оптических нервов к зрительной коре мозга художницы. И точно так же, как обонятельные нейроны отреагировали на отдельные молекулы запаха, оптические нервы отреагировали лишь на некоторые черты образа, который попал на ее сетчатку: одни реагировали на определенный цвет или оттенок серого, другие — на контуры, линии или отдельные текстуры. Слуховые нервы в ее внутреннем ухе так же отреагировали на звук — возможно, тяжелое дыхание раненого бизона; а прикосновение к его меху было зафиксировано механочувствительными нервами в коже. Во всех этих случаях каждый сенсорный нейрон отозвался бы только на некоторые особенности сенсорного воздействия. Например, отдельный слуховой нейрон возбуждался бы только, если звук, дошедший до ушей художницы, включал определенную частоту. Но, независимо от источника, сигнал, создаваемый каждым нервом, был бы точно такой же: электрические импульсы, проходящие от органа чувств к соответствующим областям мозга художницы. Там эти сигналы могут вызвать сиюминутные двигательные реакции; но они могут также и модифицировать связь между нейронами, чтобы ее наблюдения запоминались по принципу «нейроны, которые срабатывают вместе, связываются вместе», что иллюстрирует, как воспоминания кодируются в головном мозге.

Важным моментом является то, что нигде среди примерно 100 миллиардов нейронов человеческого мозга не существует участка, где этот обширный сенсорный импульсный поток объединяется, формируя осознанное впечатление от бизона. На самом деле «поток» не совсем правильное слово здесь, потому что оно предполагает некоторое объединение информации внутри себя, чего не происходит в нейронах. Вместо этого каждый нервный сигнал остается блокированным в отдельно взятом нерве. Таким образом, вместо потока вы должны представлять информацию, проходящую через мозг в виде последовательности сигналов — импульс за импульсом, — проходящих вдоль отдельных нитей огромного клубка из триллионов нейронов. Проблема связи — это проблема понимания того, как вся эта информация, закодированная в неизмеримом числе импульсов, генерирует унифицированное восприятие бизона.

И связываются ведь не только чувственные впечатления. Сырьем для сознания являются не сенсорные данные, лишенные контекста, а значимые понятия — в случае с бизоном это «шерстистый», «пахнущий», «страшный» или «великолепный», — каждое из которых содержит множество сложной информации. Весь этот дополнительный багаж должен быть связан с чувственными впечатлениями, чтобы обеспечить впечатление шерстистого, пахнущего, страшного, но великолепного бизона, которого наша первобытная художница в дальнейшем вспомнит и нарисует[147].

Формулирование проблемы связи с точки зрения идей, а не чувственных впечатлений подводит нас к сути проблемы сознания — загадке того, как идеи могут двигать умы и тем самым тела. Мы никогда не узнаем, что именно было в сознании первобытной художницы, что побудило ее нанести рисунок на камень. Может быть, она думала, что изображение бизона украсило бы темный угол; или, может, она считала, что, нарисовав животное, она улучшает шансы своих друзей-охотников на успех. Но в чем мы можем быть уверены, так это в том, что художница могла верить, что решение рисовать бизона было ее идеей.

Но как идея может двигать материю? Мозг, рассматриваемый как вполне авторитетный объект, получает информацию через один из сенсорных входов, а затем обрабатывает эту информацию, генерируя выходные сигналы так же, как компьютер (или зомби). Но где же в том переплетении импульсов кроется наше сознание, то чувство «я», которое, по нашему убеждению, управляет нашими намеренными действиями? Чем именно это сознание является и как оно взаимодействует с материей нашего мозга, чтобы двигать наши руки, ноги или язык? Сознание, или свободная воля, даже не фигурирует в полностью детерминистской вселенной, потому что законы причинности допускают только поочередный порядок вещей в бесконечной цепи причин и следствий, простирающейся от той пещеры Шове обратно к Большому взрыву.

Жан-Мари описывает момент, когда он и его друзья впервые осмотрели картины в пещере Шове: «На нас давило чувство, что мы были не одни — нас окружали духи художников. Казалось, мы чувствовали их присутствие»[148]. Очевидно, что исследователи получили глубокий, как некоторые назвали бы, духовный опыт. Когда мы смотрим внутрь черепа человека или животного, все, что мы находим, — влажная мягкая плоть, не особенно отличающаяся по составу от бизоньего стейка. Но когда эта плоть находится внутри нашего собственного черепа, она осознает себя и усваивает опыт, понятия, которые, думается, не существуют в материальном мире. И каким-то образом этот неосязаемый материал осознания и опыта — наше сознание — движет нашим материальным мозгом, обусловливая наши действия (или по крайней мере мы так это воспринимаем). Эта головоломка, по-разному называемая то психофизической проблемой, то трудной проблемой сознания, безусловно, самая глубокая тайна всего нашего существования.

В этой главе мы зададимся вопросом, может ли квантовая механика дать какие-то разгадки этой глубокой тайны. Следует подчеркнуть прежде всего, что любые доводы о сознании остаются весьма спекулятивными по своей природе, так как никто не знает, что это такое и как это работает. Среди неврологов, психологов, компьютерщиков и исследователей искусственного интеллекта даже нет консенсуса по поводу необходимости чего-то еще, помимо очевидной сложности человеческого мозга, для объяснения сознания.