Действуй, мозг! Квантовая модель разума

Смысл и знание

О назначении «чёрного ящика» на наших плечах ходит такая шутка. Героя анекдота спрашивают, для чего ему нужна голова. Он перечисляет ряд функций, неважно каких, и в конце добавляет: «А ещё я в неё ем».

Зачем человеку мозг?

Ответ не так уж очевиден.

Вариант ответа в рамках идеалистического мировоззрения отсутствует. Потому что нет такого вопроса. Точнее: для идеалиста это далеко не самый главный вопрос.

Если Сверх-Разум придумал и сотворил всё сущее, включая нас, то, во-первых, изначально наш мозг есть нечто ограниченное и второстепенное, значит, размышления о его назначении – пустая трата времени (мы ведь не думаем дни и ночи напролёт о мочевом пузыре – в целом его функция понятна, а в деталях, если интересно, пусть копаются специалисты); и, во-вторых, даже если премудрый Сверх-Разум дал нам мозг для познания высоких истин, то опять-таки важны эти истины, а не инструмент их поиска, и, кроме того, могут быть и другие способы духовного познания (какие именно? об этом повествуют все, существующие в мире, философские и религиозные тексты).

Хорошо известен ответ, принятый в научном мейнстриме. Мозг нужен человеку для адаптации к условиям среды и, более того, возник/эволюционировал как инструмент приспособления.

Поскольку окружающую среду можно описать, как биологическую или социальную (в том числе, информационную), то указанный ответ разбивается на два варианта.

Первый вариант: мозг – биологическая машина для решения сложных эволюционных задач.

Рассказывают, что наши далёкие предки, первые Homo sapiens, уже обладали относительно большим и продвинутым головным мозгом. Адаптируясь к природным условиям, они использовали окружающие предметы в качестве орудий труда и защиты. А впоследствии стали их изготовлять. Это способствовало ещё большему прогрессу нервной системы, что, в свою очередь, привело к возникновению речевой коммуникации, письменности и т. д.

В популярной версии Ричарда Докинза – то же самое, только всё это делали не биологические организмы и не их мозг, а «эгоистичный ген» или группа генов, каковые есть подлинные субъекты естественного отбора.2

Что тут не так?

Во-первых, остаётся непонятным, откуда взялся «относительно большой и продвинутый головной мозг» у наших предков.

Когда я учился в школе, на уроках биологии рассказывали, что кроманьонцы (те самые первые Homo sapiens) жили примерно 50—60 тысяч лет назад. Их мозг анатомически ничем не отличался от мозга современного человека.

Сегодня антропологи утверждают, что кроманьонцы жили 200—300 тысяч лет назад.12,15 Т.е. период исторической жизни нашего мозга, согласно нынешним научным взглядам, увеличился в 4—5 раз.

Выходит, что громадный творческий потенциал человеческого мозга существует уже очень давно.

В связи только с одним этим фактом традиционная апелляция к «промежуточным звеньям», предшествующим появлению развитого мозга у H. sapiens, теряет смысл. Она принимает форму регрессивного аргумента.

А ещё – напоминает известную русскую сказку, где героям, чтобы вытащить из земли репку, пришлось выстроиться в цепочку: дедка за репку, бабка за дедку, внучка за бабку, Жучка за внучку, кошка за Жучку, мышка за кошку.

Кто та героическая мышка, благодаря которой целая семья не умерла с голоду? Кто этот, вдруг поумневший, наш общий предок – исходное звено эволюции мозга? И значит ли, следуя этой линейной логике, что нам, как и героям сказки, просто повезло – не отзовись мышка, не будь исходного звена, не было бы Homo sapiens? А если всё дело – в удаче, в статистической случайности, то чем это, по сути, отличается от идеалистической концепции чудесного творения?

Во-вторых, совершенно необъяснимо, как и почему озабоченные лишь биологической адаптацией существа реализуют научно-технический и социальный прогресс.

Биологическая машина (пусть, «генно-биологическая машина») под названием «Человек разумный» когда-то удачно приспособилась: научилась эффективно защищаться от хищников, изобрела орудия охоты, додумалась покрывать тело тёплыми шкурами и т. д.

Это замечательные достижения для элемента гармоничной экосистемы, адаптирующегося здесь и сейчас. По образу жизни ряда, ещё сохранившихся на планете, примитивных племён мы видим, что на столь невысоком уровне социотехнического развития можно существовать очень долго.

Но.

Какие такие условия среды вынудили биологические машины (или группу хитрых и коварных генов) копить знание и совершенствовать технологии? Зачем охотники и собиратели бросили свои занятия и вдруг взялись за нудное сельское хозяйство? Для кого сочиняли гипотезы и систематизировали факты древнегреческие философы – кто и для каких биологических целей их слушал? Что за климатический катаклизм заставил римлян строить дороги, и как римское право могло защитить от стаи голодных волков?

Чтобы разъяснить многочисленные несуразности, возникающие в связи с первым вариантом, научный мейнстрим хватается за второй вариант ответа.

Говорят: да, мозг нужен для успешной адаптации, но приспособление достигается не только (а, может, и не столько) биологическими средствами, но и социальными (культурными) инструментами.

Этот вариант широко представлен в работах, где обосновывается т.н. «теория генно-культурной ко-эволюции» и уделяется особое внимание «негенетическим механизмам наследования» (подробно об этом толковании, как и о первом варианте, мы поговорим в главе 8).

Суть ответа в том, что социальная среда (или информационное окружение) детерминирует эволюцию разума. Удачные культурные находки первых Homo sapiens быстро распространились и закрепились среди них благодаря таким паттернам поведения, как подражание и коммуникация. Поначалу биологические вызовы играли важную роль (вместе легче добывать пищу, защищаться от врагов и пр.), постепенно стали доминировать культурные стимулы (расширение коммуникационной среды способствует групповой сплоченности, развитию коллективных форм действий и т.п.). Чтобы всё это делать успешно, нужен сложный мозг.

А тут что не так?

Всё то же.

Как и в случае с первым вариантом, возникает «загадочная загадка» случайного (чудесного?) происхождения исходного мозга, достаточно умного, чтобы изобрести самому или позаимствовать у среды адаптационные усовершенствования, и проблема – в данном случае культурного – прогресса.

Последнее проиллюстрируем рядом хорошо известных фактов.

Наши предки могли подобрать валявшуюся на земле острую палку и защититься ею от хищника. Это, понятно, вынужденное действие в ситуации опасности.

Вместе с тем, в спокойной обстановке (хищника нет) они подбирали тупые палки и, обламывая концы, носили с собой с явным намерением сделать их орудиями в предполагаемой борьбе.

Древние люди оттаскивали трупы умерших родичей подальше от места обитания группы. Это резонно.

Но им почему-то этого было мало: они украшали мёртвые тела, зарывали их в землю, придумывали и осуществляли обряды погребения.

Собиратели отыскивали съедобные растения, предварительно приметив, где и в какое время года те появляются. Это нормальная рефлексия по отношению к дарам природы.

Вдруг у них появилась идея: съедать не всё, часть семян откладывать, чтобы запланировать появление урожая – вообразить во многом не зависящее от усилий человека событие.

Наконец, примем к сведению многочисленные свидетельства чисто творческой деятельности наших предков. Наскальная живопись, амулеты, «палеолитические Венеры» и пр.

Словом, есть немало аргументов и ещё больше фактов, указывающих на недостаточную полноту объяснения, в котором возникновение нашего мозга и его главная функция связываются с давлением естественного отбора или «негенетическими механизмами наследования».

Даже взяв современную версию теории биологической эволюции (т. н. Evo-Devo – см. главу 8), мы увидим громадные «белые пятна».

Исследователи фиксируют странную, противоречивую и порою совершенно иррациональную, картину результатов эволюции разума. Они ясно видят биологическую (зачем так много «ненужных» генов, не кодирующих какие-либо белки?) и функциональную (неужели способность фантазировать, воображать и малевать дурацкие рисунки на стенах пещеры так уж необходима для выживания и доминирования в группе?) избыточность мозга, но бессильны её объяснить.

Почему научный мейнстрим твёрдо держится убеждения, что эволюция – это отбор, прежде всего, необходимого и полезного?

Потому, что на высшей ступени пьедестала науки (и нейронауки тоже) – Её Величество Целесообразность.

Но ведь необязательно должно быть так.

В особенности, если рассматривается сложная система. Такая, как разум.

Трудно поверить в то, что в возникновении и развитии мозга не меньшую роль, чем биологические и/или культурные смыслы, сыграла бессмыслица.

Однако мы рискнём предположить именно это.

Целесообразность важна, но на высшей ступени не она, а Избыточность. Наш разум чересчур многое умеет, чтобы объяснить это только необходимостью адаптации к среде.

Природа и её часть, наш разум, совершают ошибки – это тривиально. Но вся штука в том, что они совершает бесполезные и бессмысленные ошибки, причём в гораздо большем количестве, нежели те, что мы называем «удачными адаптациями».

Более того: бесполезные ошибки сохраняются тоже – как будто нарочно, чтобы мы помнили и ценили весь пройденный к знанию путь.

Наш ответ на вопрос о назначении разума состоит в следующем: мозг необходим человеку, чтобы создавать полезные смыслы и знание из бессмыслицы, вопреки бессмыслице и параллельно бессмыслице.

Поясним это.

Нам придётся ненадолго вернуться к приведённому в начале главы вымышленному диалогу между сторонником теории о круглой подвижной Земле и его оппонентом.

Определим, что в их дискуссии понимать под фактом, смыслом и знанием.

Факт – это, например, наблюдение движущейся шарообразной планеты с борта космического корабля. При этом наблюдение восхода и/или заката Солнца, осуществленное стоящим на поверхности планеты человеком, – тоже факт. То и другое можно выполнить неограниченное количество раз.

Смысл – утверждение, связывающее несколько фактов какой-либо логикой. Например: «Земля – шар, который движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, что подтверждается наблюдениями из космоса и описывается математическими законами Кеплера». Или: «Земля плоская и неподвижная, а Солнце вращается вокруг неё, что подтверждается моими ощущениями и наблюдениями».

Знание – здесь, в узкой трактовке, это теория, обобщающая дополняющие друг друга смыслы. Например: «Взаимодействие подвижной планеты (в частности, Земли) и неподвижного светила (в частности, Солнца) обусловлено силой гравитации и представляет собой решение задачи двух тел в механике Ньютона». Или: «Земля плоская и неподвижная, а все факты о её шарообразности и движении – выдумка, фейк. Существует группа наделённых большой властью людей, которые, в целях сохранения своего негласного влияния, финансируют различные масштабные фальсификации (в частности, ложь о круглой и подвижной Земле)».

Теперь задумаемся: можно ли выделенные нами высказывания каким-то образом формализовать?

Конечно, можно.

Тут нет никаких затруднений: любой математический язык и логика легко позволяют это сделать (т.е. над данными высказываниями можно совершать логические операции и вычисления – в том смысле, как это описал Джордж Буль и Алан Тьюринг; подробнее – см. главу 4).

Тогда факты, смыслы и знание (теории) могут быть сопоставлены между собой по критерию вычислимости.

В процессе реализации/проверки отдельных высказываний часть из них будет приводить к одному и тому же результату (такие высказывания мы назовём вычислимыми), а другая часть – к разным результатам или к такому исходу, при котором результат остаётся неясным (невычислимые высказывания).

Теперь сравним теории из нашего примера.

При самом поверхностном рассмотрении мы увидим, что теория о круглой и подвижной Земле почти полностью состоит из вычислимых высказываний-фактов.

Астрономические наблюдения и наблюдения из космоса, касающиеся не только нашей планеты и нашего светила, но и других объектов, совпадают. Решение задачи двух тел в астрономии и в других областях, например, в электростатике, суть одно и то же.

Единственное, что не является вычислимым в этой теории – существование гравитационного взаимодействия и, более конкретно, его переносчиков, гравитонов. Это и только это предположение.

Напротив, теория о плоской и неподвижной Земле набита невычислимыми высказываниями.

Для того, чтобы обосновать тезис о фейковости всех фактов про шарообразность и подвижность планеты, надо найти всех причастных к фальсификации людей – показать, как они это проделали; доказать их мотивы; привести документированные примеры других подделок и т. д. Поскольку речь идёт о поведении людей, то должно быть ясно, что каждый новый фактчекинг, проведенный в отношении хотя бы одного «подозреваемого», обернётся, мягко говоря, неоднозначными результатами. Если они вообще будут.

Единственное, что является вычислимым в этой конструкции – те самые субъективные ощущения и наблюдения, на которые ссылался сторонник теории о плоской и неподвижной Земле. Это и только это реально.

Вывод о высокой степени проверяемости теории о круглой и подвижной Земле очевиден.

Однако существенно другое. Космологическая дискуссия, погруженная в логику вычислимое-невычислимое, демонстрирует, с одной стороны, связь между смыслом и бессмыслицей, и, с другой стороны, – между полезным и бесполезным смыслом.

Известно, что дистанция от идеи о земном диске, покоящемся на трёх слонах и гигантской черепахе, до современной космологии велика.

На заре цивилизации в идее о находящихся в основании мира животных был, несомненно, некий смысл. Возможно, выдумка имела какое-то практическое значение для регулирования охоты на слонов и черепах, объявленных на Востоке «священными животными». Существенно, что изначально этот, в некоторой степени полезный, смысл был невычислимым, непроверяемым.

Он остался таковым, когда в античной космологии утвердился другой смысл: Земля неподвижная, но представляет собой шар, а не диск. В предложенной впоследствии геоцентрической системе мироздания конструкция из слонов и черепах выглядела вычурной, громоздкой и оказалась ненужной. Древняя идея трансформировалась в бесполезный смысл (охотники на животных стали потирать руки).

С воцарением гелиоцентрической системы (Земля – не диск и не неподвижная) слоново-черепаховая картина мироздания окончательно перекочевала в фольклор. Астронавты, оказавшиеся в космосе, подтвердили (т.е. произвели экспериментальную проверку, вычислили): гигантских животных не наблюдается.

Сейчас байка о Мировой Черепахе всеми, даже нынешними апологетами плоской Земли, признаётся бессмысленной.

Если вы полагаете, что указанные метаморфозы смыслов и бессмыслицы касаются только глупых сказок и никак не относятся к научным объяснениям, то глубоко заблуждаетесь.

Гравитация – точно такая же выдумка, как Мировая Черепаха.

Причём эта выдумка невычислимая: нет способа бесспорно доказать или опровергнуть существование гравитонов. Для Мировой Черепахи такой способ есть (слетайте в космос и посмотрите), а для гравитации – пока нет.

С одной стороны, придуманная Ньютоном гравитация – очень полезный смысл. Как мы уже говорили, гипотеза использовалась не только в астрономии. Ньютоновская механика помогла построить сложные машины, развить океанский и воздушный транспорт и много чего ещё.

С другой стороны, идея взаимодействия двух тел, одно из которых является сверхмассивным по отношению к другому, скажем, для объяснения строения атома – бесполезный и, если угодно, ошибочный смысл. В данном случае правильный смысл даёт не теория Ньютона, а другая концепция – квантовая теория (см. главу 5).

Наконец, если будет создано более мощное объяснение (например, какая-нибудь версия теории квантовой гравитации), где предположение о существовании гравитонов будет за ненадобностью отсутствовать, и эта новая концепция получит ряд убедительных экспериментальных подтверждений, то гравитацию, как некогда Мировую Черепаху, объявят бессмыслицей.

Мозг непрерывно жонглирует смыслами и бессмыслицей, наслаждаясь бесконечностью их комбинаций.

Причём не только в науке. Эта игра не так уж далека от простых житейских материй, как может показаться.

Скажем, всех чрезвычайно интересует, что о них думают окружающие.

Как психиатр могу засвидетельствовать, что люди нередко выдумывает не свои, но чужие мысли, чувства, намерения. Они делают это очень затейливо, с большой фантазией. Порою догадки-смыслы верны, чаще – ошибочны. Иногда полезны, иногда оказываются полной чепухой.

Или такое наблюдение: люди постоянно что-то планируют.

Это касается работы, отдыха, личных взаимоотношений, карьеры, встреч с друзьями и т. д. Все придуманные планы, как правило, невычислимы. Нередко они касаются действий других людей, которые заранее просчитать нельзя. Несмотря на то, что все планы в точности никогда не реализуются, мы всё равно их строим.

Ещё пример: люди склонны раздувать из мухи слона.

Вокруг лишь одного достоверного факта накидывается тысяча невычислимых высказываний. Никого не смущает, что в итоге наверняка получится бессмыслица. Потому что – не во всех случаях, но с приемлемой частотой – выходит нечто удачное. То, что вызывает сильное чувство: например, арт-продукт или ноу-хау.

Мозг – посредник, свободно балансирующий на тонкой грани вычислимого и невычислимого и беспрепятственно проникающий в обе сферы.

Наш разум состоит из вычислимого числа элементов, которые во всякий момент времени сочетаются невычислимыми (бесконечными) вариантами конфигураций.

Тогда разъясняется «таинственная» избыточность мозга.

В контексте эволюции становится очевидным, что наш разум создаёт смысловое пространство и насыщает его вычислимыми теориями (т.е. знанием).

При этом машиноподобная целесообразность – лишь ипостась. Это способ структурировать полезные, в т.ч. для биологической, социальной и др. адаптации, смыслы. Удобный инструмент, чтобы расфасовать их в легко воспроизводимые (вычислимые) кусочки.

Вместе с тем, обязательно сохраняется возможность производить невычислимое – общий источник, как удачных догадок, так и бессмыслицы. Для живого мозга, в отличие от механизма и микросхемы, «нет ничего святого» ни в научной теории, ни в теории заговора. Ошибки нужны, не только в качестве конкурентной для полезных смыслов среды, но и как новая, никогда прежде не существовавшая, информация.

Остановимся. Отложим подробное обсуждение на потом.

Для этого потребуется привлечь ряд математических моделей, оперирующих понятием сложности. Тогда мы сможем указать на конкретные прикладные аспекты различения смыслов и бессмыслицы, которые могли бы помочь мозгу выполнять его главную функцию.

Открытие?

Не моё, конечно.

Речь об открытии, которое уже состоялось благодаря усилиям нескольких поколений физиков и математиков. О проведенной ими колоссальной интеллектуальной работе в надежде объяснить, что такое мозг.

Свою роль вижу в том, чтобы изложить эти научные догадки и выводы так, чтобы они стали понятны самой широкой публике. Ну, и ещё – поделиться некоторыми собственными – отнюдь не бесценными и совсем не сверхценными – идеями о прошлом и будущем нашего разума.

Прежде, чем вы загрузитесь фактами, смыслами, теориями и плохими-хорошими сказками о мозге, немного порассуждаем об этом предмете с общефилософских позиций.

Обозначим расстановку сил – кто и чего про мозг думает, и к чему это может привести?

Отчасти мы уже касались двух основных категорий мыслителей: идеалистов и рационалистов; про комментаторов и конъюнктурных подпевал тут говорить не будем.

Идеалисты, как известно, в центр всего на свете (Вселенной, общества и пр.) помещают творчество вообще и акт случайного/чудесного творения в частности. Так же они поступают и с человеком.

Обычный разум в их представлении – посредник между Чудом, сотворенным Сверх-Разумом, и реальностью, сотворенной Им же. Иносказательный девиз почти всякого варианта идеалистического мировоззрения: «Будущее – это прошлое!». В том смысле, что всё началось с отделения человека от Сверх-Разума и должно окончиться их воссоединением.

Поэтому идеалистам так мила идея цикличности истории и свойственно скептическое отношение к науке и технологиям. Которые ущемляют (отвлекают, приземляют и пр.) духовное и творческое самопознание. Идеалисты верят в регресс, но в хорошем значении этого слова: самобытность, культуру, традиции. Эти «вечные ценности» победят-де «в конце времён» и суетную реальность, и меркантильный, не желающий сливаться с Абсолютом, разум (см. рис. 1).

Чем, по мнению идеалистов, завершится человеческая история в некоем, отдалённом или близком, будущем – в гипотетическом «потом»?

Она завершится тем, что человеческий разум сольётся со Сверх-Разумом.

В этой связи, между прочим, не нужно заблуждаться относительно трансгуманистов и прочих учёных-гуманитариев, мечтающих о едином ментальном поле (на основе реальных или фантастических технологий), где будет торжествовать принцип всеобщего блага, но при этом каждый сможет полностью реализовать свой «человеческий капитал». Они, как и верующие в райские кущи, – идеалисты (см. рис. 2).

Непосредственным теоретическим воплощением идеалистического мировоззрения является модель «разум и чувство» (см. главу 2) и отчасти – «мозг-компьютер» (см. главу 4).

Сильной стороной такого толкования (особенно в модели «разум и чувство») видится глубокая проработка этических вопросов; слабой – архаичный, всё менее привлекательный, эстетический облик.

Рационалисты-материалисты, как ни странно, в центр человека помещают не разум, а «объективную реальность». Т.е. нечто, что существует помимо нашего восприятия и желаний, и что содержит в себе имплицитное знание – «законы природы», которые требуется открыть.

Разум, с одной стороны, есть часть объективной реальности: из неё возник и подчиняется общим законам. С другой стороны, это суть автономный, наделённый сознанием, субъект: обособился от реальности и трансформирует её по своему хотению. Девиз рационалистов: «Будущее – это настоящее!». В полном согласии с антропоцентрично-потребительским отношением к природе и ортоэволюционным подходом к представлению о развитии общества.

Поэтому рационалисты молятся идолу прогресса. Они обожают науку и технологии (как фанаты рок-звёзд – любят чужие песни, но сами ничего не сочиняют) и презирают интуицию, абстрактные идеи, не относящееся к научному мейнстриму творчество. По их версии, технологически прогрессирующий разум, вооруженный таким мощным инструментом, как вычисления, непрерывно теснит объективную реальность, вырывая из её лап точные ответы на «загадки природы» (см. рис. 3).

Что, по мнению рационалистов, будет «потом»?

Разум человека достигнет Сверх-Знания.

Т.е. такого уровня понимания законов природы, что сможет, как в популярном фантастическом фольклоре, летать на космических кораблях со сверхсветовой скоростью, проникать сквозь «кротовые норы» в любую точку пространства-времени и, само собой, обрести долгожданное «цифровое» бессмертие. То, что это, вообще говоря, противоречит законам физики, рационалистов не смущает. Они верят, что всякая сложная система – Вселенная, человек, мозг – вычислима, значит, тот, кто владеет полной «базой данных» и секретом вычислений, может всё (см. рис. 4).

Мировоззрению рационалистов в теориях о разуме отчасти соответствует научная модель «мозг-компьютер» и полностью – «мозг-машина» (см. главу 3).

Сильной стороной подобной интерпретации является высокая степень технической детализации устройства мозга и принципов его работы; традиционно слабой – пренебрежение этическими проблемами.

Какую философскую нишу занимает наша модель?

Её нельзя назвать промежуточной или релятивистской по отношению к идеализму и рационализму. И уж, конечно, к праздной и дряхлой идеологии постмодернизма она тоже никак не относится.

Можно нашу модель посчитать точкой зрения реалиста; здравым смыслом, помноженным на привычку проверять факты и мониторить свежие научные идеи.