© Роман Бабкин, 2021
ISBN 978-5-0055-2984-8
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Это краткая версия рукописи «Действуй, Мозг! Квантовая модель разума». Полная версия получилась чересчур объёмной, насыщенной смыслами, так что я не уверен, что её вообще кто-нибудь прочтёт (или хотя бы просмотрит). Между тем ключевых идей не так уж много: хочется их всё-таки донести.
Главную идею можно обозначить прямо здесь.
Распространённые в настоящем научные и квазинаучные толкования устройства и работы головного мозга человека устарели. Предпринимаемые многочисленные исследования дают нам немало любопытных фактов. Однако они не объединены в общую модель, у них нет общей платформы. В теории о мозге наметился научный застой. Очевидно, необходима новая гипотеза.
Она должна строиться на фундаменте наших лучших научных теорий. Физических (квантовая теория) и математических (теория множеств, теория динамического хаоса, теория информации).
В книге изложен вариант такой гипотезы. А также – следствия квантовой модели разума, касающиеся функционирования, как нормального, так и патологического мозга.
Несколько слов о конструкции этой книги.
Структура «Краткой версии» повторяет оригинальную рукопись: главы те же, но содержание, разумеется, сжато до предела.
Вслед за текстом идёт раздел «Рисунки, таблицы, диаграммы». Они размещены по порядку ссылок на них в текстовой части. Так что, можно вообще ничего не читать, а сразу заглянуть в этот раздел и всё увидеть.
Библиографический список у «Краткой версии» общий: тут наиболее важные работы, использованные для построения нашей модели.
Хочу поблагодарить мою семью, без которой этой рукописи бы не было.
Знание есть объяснительная сила той или иной гипотезы/теории.
Заметим, что такое представление отличается от классического афоризма XVII века о тождестве знания и силы.
Для нас знание – прежде всего объяснение всех имеющихся фактов. Которое состоит из обобщающих группы фактов смыслов и из связывающей их логики.
Таким образом, важны не количество фактов, не стройность аргументации и даже не теоретическая возможность проверить тезис – существенно то, как факты объединены.
Истинная сила теории – в её цельной, непротиворечивой универсальности.
Вместе с тем мы далеки от толкования в духе идеализма, когда на пути познания вообще и самопознания в частности сооружается стена: может, ещё далёкая, но принципиально непреодолимая.
Верно, что знание есть бесконечный процесс. Но неверно, что в этом пути-пространстве есть нечто «святое», непознаваемое и устроенное по сверхсложным законам, которые не дано постичь ни одному человеку.
Следовательно, в построении теории следует ориентироваться не только на её широту, но и глубину. А именно: связь с другими теориями – объяснениями других объектов и явлений.
Подлинная научная теория всегда содержит в себе отпечаток иных, уже сконструированных и приносящих пользу в разнообразных областях человеческой деятельности, объяснений.
Ошибочное толкование знания в теориях об устройстве и работе человеческого мозга преломляется в особую систему взглядов.
Приверженность только фактам и сосредоточенность на их, индуктивной и/или дедуктивной, проверке неизбежно приводит к зависимости самопознания от внешних обстоятельств: действий ангажированных специалистов и групп их поддержки. Формируется и культивируется миф о Сверх-Знании – представление о существовании «объективных законов природы», «великой формулы», «универсального алгоритма поведения» и т. п. Это рациональное (материалистическое) мировоззрение.
С другой стороны, игнорирование новых фактов, увлечённость широкими, но не глубокими, объяснениями всегда оканчивается тем, что самопознание отдаётся под управление клерикалам и корыстным мечтателям. Насаждается культ Сверх-Разума – представление о суперспособностях, сказочном таланте, дарованиях, которые должно превозносить, но ни в коем случае нельзя, копаясь в деталях, исследовать. Это идеалистическое мировоззрение.
То и другое есть ограниченность. А всякая ограниченность – и в науке, и в повседневной жизни – передаётся словом «тайна».
Мы полагаем, что ничего таинственного в знании нет.
Не существует ни «загадок человеческого мозга», ни «сверхъестественных тайн разума».
Центральная мысль этой рукописи: мозг есть квантовая система.
Только такое представление, по нашему мнению, способно, как объяснить огромное число фактов об этом сложном объекте, так и сделать полезные предсказания относительно его эволюции.
Самое лаконичное изложение нашей модели сводится к тезисам:
1. Мозг состоит из конечного числа элементов (бозонов), порождающих во взаимодействии друг с другом и со средой бесконечные множества мыслей, вычислений, действий. Существенно, что взаимодействие элементов суть непрерывный синтез квантовых суперпозиций.
2. Элементы мозга во всякий момент времени находятся в том или ином динамическом режиме. Самый важный из них – хаотический, благодаря которому появляется новая информация.
3. Цель разума – производство смыслов и знания. Смысл есть подвижная информационная совокупность и не всегда решает адаптационные задачи. Но даже бесполезные и/или невычислимые смыслы посредством конкуренции способствуют становлению и оформлению полезных совокупностей. Ряд таких смыслов составляет живой, бесконечный, неустойчивый и, вместе с тем, упорядоченный, процесс – знание.
Отметим, что первый пункт базируется на квантовой теории (точнее: теории электрослабого взаимодействия) и математической теории множеств; второй и третий пункты – на математических теориях хаоса и информации соответственно.
Кроме того: первый тезис суть объяснение структуры мозга, второй – объяснение его микродинамики, третий – объяснение того, как эта сложная система функционирует.
В отличие от идеалистов и рационалистов, мы исходим из абдуктивной логики (условно: истина выводится не столько из опыта и не только из самого вероятного, но из сочетания вероятного и «невозможного») и для построения модели используем её математический формализм – нечёткую логику.1
Поэтому будущее мозга нам видится иначе, чем идеалистам и рационалистам.
Это не Сверх-Разум и не Сверх-Знание. Это пространство смешанной реальности, в котором действует творческий разум, расширяющий и углубляющий знание (см. рис. 1).
Мы уповаем не на мощь чудодейственных технологий и не на волшебную, спущенную с небес, благодать. Мы апеллируем к могучей силе со-действия конкурирующих объяснений, созидающих индивидуальное бытие всякого человека.
Думается, что такая, широкая и глубокая, интерпретация действий нашего замечательного разума соответствует современной научной парадигме, в чём-то опровергающей, в чём-то обобщающей научные объяснения из уже довольно далёкого прошлого (см. табл. 1).
Двухмерная модель мозга – представление о двуединой, телесно-духовной, природе человека; при этом центральное (управляющее) значение имеет наделённая сложными чувствами душа.
Данную модель, возникшую, без сомнения, ещё на заре человечества, можно уверенно идентифицировать как целостную, объясняющую поведение человека, концепцию: в Европе с V веке до н.э. [13], в Китае с III века до н.э. [7]
Структурированную теорию двухмерного мозга – учение о душе – предложил мыслитель и теолог Блаженный Августин приблизительно в V веке (см. табл. 2). Теория сводится к следующим тезисам:
1. Душа и телесный разум (т.е. собственно мозг) – принципиально разные сущности. В то же время их смешение формирует специфический для человека феномен – «личность» [38].
2. Душа использует разум (его разнообразные инструменты-функции, включая память и интеллект) для познания Истины, т. е. Бога [4].
3. Душа способна проявлять сложные чувства, главное из которых – любовь [3].
В фольклоре воплощением модели является устоявшееся представление о якобы всё объясняющем внутреннем противостоянии в человеке «разума» (англ. sense – здесь: «душа», как высшая мыслящая и испытывающая сложные эмоции сущность) и «чувства» (англ. sensibility – здесь: «тело», как источник плохо контролируемых инстинктов и поступков).
В качестве яркого художественного примера укажем на известный роман Джейн Остин, в названии [5] и содержании которого отражен данный конфликт.
В науке о мозге двухмерная модель обсуждалась в контексте особенно актуальной в конце XIX века т.н. «психофизиологической проблемы» – дискуссии о том, что является причиной, а что – следствием: душевно-психическое или телесно-физиологическое [64] [74].
Однако сейчас в качестве научного объяснения мозговой деятельности дихотомия «разум и чувство» никем из исследователей не рассматривается.
Эта модель плохо разъясняет коллективные (групповые) и индивидуальные (семейные) стратегии поведения человека. Её использование не позволяет излечивать многочисленные и разнообразные психоневрологические расстройства.
Вместе с тем до сих пор распространены спекуляции, пропагандирующие двухмерную модель мозга и/или манипулирующие общественным мнением с её помощью (см. табл. 3).
Примером тому в публицистике служат работы Юваля Харари. Где выдуманный конфликт между «разумным» и «чувственным» подаётся в виде якобы уже существующего противостояния искусственного интеллекта и человеческого сознания [34]; тщательно нагнетается технофобия, внушаются теории заговора [32]; делаются истерические прогнозы о закате H.sapiens [33] и пр.
Механическая модель мозга – представление о разуме как о сложной машине, взаимодействие элементов которой отточено в процессе биологической эволюции, а её назначение детерминировано условиями внешней среды.
Идея трёхмерного мозга-машины принадлежит выдающемуся математику Рене Декарту.
Ключевая догадка состояла в рассмотрении соотношения телесного и душевного (в этом ему помогли изыскания в области теории чисел – в частности, исследование мнимых чисел [9]).
Учёный постулировал существование особой мозговой структуры: её физическим органом называл шишковидную железу, эпифиз [11] [12]; а психический эквивалент описывал как «действие воли» (лат. operatio voluntatis) [10] – то, что сейчас иногда зовётся самосознанием, саморефлексией и т. п.
Структурированная теория мозга на основе механической модели сложилась в конце самого «естественнонаучного», XIX, столетия.
Её первый вариант – рефлекторная теория физиологов Ивана Сеченова [29] и Ивана Павлова [26]. Второй вариант (в начале XX века) – динамическая теория личности за авторством психиатра Зигмунда Фрейда [31] (см. табл. 4).
В обеих трактовках описаны три измерения мозга:
1. Биологическое (в интерпретации Сеченова-Павлова – безусловные рефлексы, у Фрейда – бессознательные инстинкты).
2. Социальное (в обеих версиях – среда).
3. Психическое (у нейрофизиологов – «высшая нервная деятельность», у психоаналитиков – «Эго»/«Я»).
Прямыми следствиями утверждения механической модели мозга стали: изменение отношения к безумию – от «проклятия», с которым ничего нельзя поделать, к представлению о «поломке механизмов психики», которые можно исправить (деятельность Филиппа Пинеля по реорганизации психиатрических клиник во Франции); прорыв в диагностике и лечении некоторых, ранее считавшихся неизлечимыми, психических расстройств (например, эпилепсии); научное обоснование для новых терапевтических методов (психоанализ, гипноз); практика терапевтических сообществ (впервые реализована в лечебнице «The Retreat» в Йорке в начале XIX века); описание многих патологических симптомов и синдромов, выполненных новоиспеченными врачами-специалистами.
Одновременно с этим представление о мозге как о машине породило многочисленные спекуляции, ряд которых имели трагические последствия.
С 1936 г. в течение около двух десятков лет практиковалась варварская процедура хирургического вмешательства на мозге – лоботомия. До сих пор применяются, хоть и ограничены строгими показаниями, электросудорожная терапия при шизофрении и каллозотомия (разделение полушарий головного мозга путем рассечения мозолистого тела) при эпилепсии. В середине прошлого века расцвел бихевиоризм, сводивший поведение человека к примитивной схеме «стимул-реакция». В социальных и гуманитарных дисциплинах обрели популярность доктрины, отстаивающие доминирующее значение среды (социальный дарвинизм, марксизм, мальтузианство и пр.) (см. табл. 5).
Вычислительная модель мозга – представление о разуме, в котором ключевой является аналогия между живым мозгом и искусственным вычислителем, компьютером; при этом мозг-компьютер ограничен либо врождённой генетической программой (биологическая трактовка), либо информационным влиянием среды (социальная трактовка).
Идея о мозге, действующем по правилам бинарной (дедуктивной) логики, принадлежит блестящему математику Джорджу Булю [41].
Позднее дедуктивная логика была популяризована, например, в известных художественных произведениях А. Конана Дойла. А также – рассмотрена в работах математика Чарльза Сандерса Пирса.
Последним было предложено описание более целостного приёма логического рассуждения, абдукции [88] [89] (см. табл. 6). Которая много десятилетий спустя – формализована математиком Лотфи Заде в понятие «нечёткая логика» (англ. fuzzy logic) [112].
Математические результаты исследований, предпринятых, в том числе, Булем и касающихся сущности феномена вычислений, позволили Курту Гёделю в 1931 году доказать теорему о неполноте арифметики.
В частности стало понятно, что в области сложных задач (не только математических) существует граница между вычислимым и невычислимым [23].
Пять лет спустя этот результат был использован математиком Аланом Тьюрингом для создания абстрактной модели вычислительной машины (англ. computer). При этом Тьюринг исходил из гипотетической возможности вычислений по правилам бинарной логике в живом мозге (англ. computor) [107].
Структурированная теория о мозге-компьютере сформировалась в середине XX века на фоне утверждения цифровой парадигмы в науке и конструирования первых искусственных вычислителей [86].
Дисциплиной, в рамках которой родилась и развивалась вычислительная модель, стала кибернетика [6]. Концепция мозга-компьютера в интерпретации её пионеров, математиков Джона фон Неймана и Норберта Винера (см. табл. 7), сводится к следующему:
1. Мозг человека суть живой вычислитель.
2. Элементом мозга является нейрон, который работает как переключатель цифрового сигнала.
3. Интеллект функционирует на базе бинарной логики, а память – как создание/извлечение записей данных.
4. Главное назначение мозга – вычисление с целью поддержания равновесия в системе «мозг-среда». Гомеостатическая регуляция достигается при помощи обратных связей.
Кибернетическое толкование поначалу принесло нейронауке немало полезного: описан механизм «включения/выключения» нейрона как переключателя сигнала в нервном волокне (модель Ходжкина-Хаксли, модель ФитцХью-Нагумо) [67] [72] [85], предложен количественный метод оценки интеллекта (тест Векслера), описан феномен долговременной потенциации как механизм сохранения информации в мозге [39], система «мозг-среда» стала рассматриваться как функциональная система [22] и пр.
Однако накопленные со временем факты вынудили нейрофизиологов признать, что наш разум не похож на компьютер [25], а принципы устройства искусственных нейросетей имеют мало общего с реальной структурой живого мозга [46].
Оказалось, что нейрон не работает, подобно транзистору, как переключатель по закону «всё или ничего» [1]; что в мозге идет непрерывное образование новых клеток, нейрогенез, чего нет и не может быть в компьютере [61] [104]; что сложные функции, такие как интеллект, память, воображение, не только не локализованы в каких-либо областях мозга, но даже не ограничены его полушариями [92] [108].
К сожалению, в наши дни это не мешает распространению спекуляций, эксплуатирующих устаревшую вычислительную модель мозга: тиражируется убеждение в существовании «гена шизофрении»; старательно втолковывается вывод об оглуплении человечества на основе «отрицательного эффекта Флинна» (снижение среднего уровня IQ); поддерживаются концепции наподобие «полевой теории активности мозга» (синергетика Г. Хакена); ведётся пропаганда образа будущего человека как «постчеловека» (усовершенствованного живого автомата); внушается миф об искусственном интеллекте и искусственных нейросетях, которые якобы заменят человека в управлении сложными процессами; рекламируется представление о «сетевой»/«цифровой» карте мозга в качестве исчерпывающей модели принятия решений любого человека, позволяющей точно предсказывать его поведение, и пр. (см. табл. 8)