Относится к сборнику статей телеграм-канала https://t.me/thinking_cycles
Конечно, теории волшебной или мистической силы души мы рассматривать не станем, просто ввиду неопределенности самого понятия.
Основными “субстратами” как основаниями сознания в экзотических теориях считаются квантовые поля с их все еще недопонимаемыми эффектами. При рассмотрении таких теорий выясняются три причины их возникновения:
1. Автор плохо представляет процессы в реальной нейронной сети
2. Автор плохо представляет суть квантовых явлений
3. Автор вообще не представляет суть сознания и его функциональность.
Экзотика оказывается полезной для того, чтобы скрыть собой то, что плохо представляется. Крайним проявлением являются утверждение, что Бог сотворил Душу и эта душа так же не познаваема, как и Бог. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова за 2020 год опубликовал статью "Потенциальное решение трудной проблемы сознания", которую написал игумен Феофан (В. И. Крюков), Данилов монастырь, Москва, Россия (). В этой статье в наукообразной форме (что оказалось достаточно для публикации в академическом издании) методами риторики и передергивания обосновывается божественная непознаваемость сознания (fornit.ru/66473).
Другой наивной формой представлений являются утверждения, что если усложнять систему (неважно чего, хоть просто случайно спаянных проводов), то с некоторой сложности появится сознания.
Все такие теоретические аффекты рассматривать не станем ввиду явной их немощи. Но есть пласт теорий, в которых утверждается, что сознание возможно только на определенном субстрате, в частности на квантовых полях. Почему автор прибегают к неким полям, а не рассматривают возможность построения системы на причинно-следственной схемотехнике? До просто потому, что они не понимают, что такое сознание, какую конкретную адаптивную функцию оно выполняет, хотя часто придумывают то, что оправдывало бы их представления с точки зрения пользы в конкурентной эволюции. Но эта наспех придуманная польза, а не то, какие конкретно преимущества давало развитие системы осознанного внимания. Схемотехника сознания оказывается для таких авторов недоступна, зато без конкретных алгоритмов и их практической верификации можно как бы обойтись на фоне огромного множества столько же беззубых теорий.
Сегодня, когда уже есть верифицированная теория сознания МВАП, все это оказывается лишней сущностью и можно было бы не рассматривать всю эту экзотику, раз уже есть несопоставимо более конкретное системная модель. Но, все же, такие всемирно признанные маэстро как Р.Пенроуз своим авторитетом заставляют поверить в квантовые теории сознания даже серьезных ученых. Профессор С.Хамерофф приехал в Москву и выступил 10 октября 2016 г. в МГУ на семинаре по нейрофилософии и в других местах с докладом «Оркестрируемая ORCH OR (Объективно редуцируемая) теория сознания как квантового вычисления в микротубулах мозга: 20 лет спустя».
Поэтому актуально рассмотреть квантовые теории в критическом плане.
На сайте есть рецензия на “CEMI-теория сознания Джонджо Макфадден” (fornit.ru/69707), но она демонстрирует невежество автора как в нейрофизиологии, так и в квантовой теории поля.
Поэтому здесь сосредоточимся на теории Р.Пенроуза (fornit.ru/1205).
В популярной форме квантовая теория сознания Пенроуза была опубликована в книге под названием "Новый ум короля" (англ. The Emperor's New Mind), выпущенной в 1989 году.
Уже есть немало критических статей по этой теории, рассмотрим некоторые, после чего будет резюмирующее обобщение.
, Дубровский Д.И.
Прошло более 20 лет с тех пор как была выдвинута теория сознания Пенроуза-Хамероффа. За это время она не получила значимых подтверждений, более того подвергалась основательной критике многими крупными учеными, О несостоятельности этой теории свидетельствовал такой авторитет, как Стивен Хокинг. Несмотря на все это, указанная теория продолжает фигурировать в научном сообществе и рекламироваться в популярной литературе как крупное достижение науки в исследовании сознания. Такое положение дел побуждает к подробному рассмотрению и дополнительному критическому анализу теории Пенроуза-Хамероффа. Понятно, что одна из причин «поддержки» этой теории заключается в том, что ее соавтором и главным основателем является выдающийся ученый нашего времени, математик и специалист в области космологии и астрофизики Роджер Пенроуз. В статье подробно рассматриваются основные положения теории, суть которой связывается с операцией «объективной редукции» (OR) как квантового вычисления в микротубулах мозга. Показано, что основные положения теории опираются на ряд гипотез Пенроуза о будущих физических теориях, которые еще предстоит создать для достижения квантово-механического объяснения сознания и деятельности мозга. Приводятся критические аргументы таких крупных специалистов, как А. Шимони, Н. Картрайт, С. Хокинг, высказанные ими вскоре после появления теории. Особое значение имеют критические доводы С. Хокинга с позиций квантовой механики. Он обращает внимание на то, что Пенроуз оставляет в стороне ключевые для теории сознания вопросы о специфических свойствах сознания (то, что мы на философском языке называем «субъективной реальностью» и связываем с проблемой «другого сознания»). В статье подчеркивается высокая актуальность проблемы сознания в современных условиях, обсуждаются ее методологические вопросы и связанные с ней философские проблемы. Показана несостоятельность физикалистских подходов к объяснению сознания, в том числе и с позиций квантовой механики. К основательным критическим доводам против теории Пенроуза-Хамероффа, рассмотренным в данной работе, можно добавить ряд других существенных контраргументов, которые будут изложены во второй части статьи.
Суть теории кратко может быть выражена следующим образом. Согласно Р.Пенроузу, из знаменитой теоремы Гёделя о неполноте можно сделать вывод о «невычислимости» физических процессов (соответственно нашей мыслительной деятельности) и на этой основе найти способы определения связи квантово-механического и классического уровней описания и объяснения физических процессов. Положение о «невычислимости» занимает большое место в теоретических построениях автора, связанных с характеристикой мышления, сознания, деятельности мозга. По его словам, «мы должны искать в физике “невычислимость”, позволяющую связать квантовый и классический уровни описания»2. Р. Пенроуз предполагает, что при переходе от квантово-механического к классическому уровню квантовая суперпозиция двух состояний (характеризующихся значительным смешением, «запутанностью» при переходе от одного состояния к другому) может спонтанно, без какого-либо внешнего «измерительного» воздействия редуцироваться, «стягиваться» в одно их этих состояний. Эта операция именуется объективной редукцией состояний (сокращенно – OR)3. Объективной в том смысле, говорит Р. Пенроуз, что здесь как бы восстанавливается объективность, поскольку объективно может происходить лишь одно или другое событие. ОR трактуется как гравитационный эффект и представляет собой акт выбора одного или другого состояния. Операция ОR играет ключевую роль в концептуальных построениях Р. Пенроуза, связывается с процессами квантовой когеренции и нелокальности, выполняет функции отбора и актуализации определенных значений из широчайшего набора возможных, служит объяснению «невычислительной» формы мыслительных процессов в деятельности мозга. Выражается уверенность, что «события сознания действительно связаны с ОR-переходами».
Авторы теории, как они полагают, находят и тот мозговой субстрат, который способен реализовать квантовые процессы. Это – тубулиновые трубочки, образующие цитоскелет нейронов и других клеток. Они выполняют в нейроне многообразные функции, способны оказывать воздействие на дендриты и синаптические процессы и т. д. Выбор микротрубок связан с их структурой, подходящей якобы для реализации ОR, поскольку они могут обеспечить изоляцию от окружения при передаче квантовых суперпозиций. «В системе микротрубок, – пишет Р. Пенроуз, – внутри нейронной сети могут происходить масштабные квантовомеханические события, формирующие “разумные события” из отдельных ОR-возможностей.
... основные положения предлагаемой теории представляют собой ряд постулатов и общих предположений, некоторые оригинальные идеи о путях создания «принципиально новой физики», открытия новых физических законов, о перспективах экспериментального подтверждения теории. Р. Пенроуз часто повторяет, что это незаконченная теория, что в ней много пробелов и узких мест. «Конечно, все приведенные рассуждения содержат много умозрительных и рискованных предположений, однако этот подход предлагает некий реальный прогресс в установлении связи между сознанием и биофизическими процессами».
Новая теория сознания, изложенная в статье Пенроуза и Хамероффа, была сразу же подвергнута резкой критике рядом крупных физиков и философов, в том числе такими видными специалистами, как Абнер Шимони, Нэнси Картрайт и знаменитый Стивен Хокинг.
... следует выделить важное замечание, что в концепции Р.Пенроуза (и вообще) для теоретически приемлемого отождествления двух рядов событий – физических и ментальных, необходимо постулирование некой протоментальности в самих физических событиях, что неявно и допускает Р. Пенроуз. А. Шимони называет Р. Пенроуза «тайным уайтхедистом»23, имея в виду, что так поступал А. Уайтхед, постулируя протоментальность в качестве фундаментального свойства Вселенной, стремясь в своей «философии жизни» преодолеть «бифуркации природы». И А. Шимони оказывается прав. Отвечая на его критику, Р. Пенроуз признает: «Хотя ни в “Тенях”, ни в “Новом разуме” (см. выше в примеч. 8 полное название этих его книг. – Д.Д.) я не делал прямых утверждений типа “разум является онтологически фундаментальным свойством Вселенной”, однако полагаю, что нечто в этом роде должно быть справедливо. Мне представляется несомненным, что с каждой операцией ОR должна быть связана какая-то протоментальность, однако она является в каком-то смысле “крошечной”». ...разве у нас есть хоть какие-то доказательства наличия протоментальности у квантов?
Как специалист в области квантовой механики, А. Шимони высказывает ряд существенных критических соображений в отношении использования Р. Пенроузом состояний «запутанности», квантовой когеренции для объяснения деятельности мозга: «Суперпозиция состояний мозга, как отмечалось выше, нужна автору для объяснения глобальности сознания, однако существование суперпозиций, соответствующих, например, восприятию отдельных цветов (различению зеленых или красных световых сигналов), представляется нелепым или весьма маловероятным.
Особенно резкой критике теорию Пенроуза–Хамероффа подверг Стивен Хокинг. Он с самого начала заявил, что «совершенно не согласен» с тремя основными положениями Р. Пенроуза: «Первым является его предположение, что квантовая гравитация приводит к явлению, которое он обозначил аббревиатурой OR (речь идет об объективной редукции, или коллапсе, волновой функции). Второе принципиальное утверждение, с которым я не могу согласиться, заключается в том, что Р. Пенроуз считает этот процесс важным для объяснения работы мозга и связывает его с эффектом когерентности потоков в микротрубках. И, наконец, в-третьих, я не согласен с тем, что для объяснения самосознания нам требуется (якобы из-за теоремы Гёделя) некая теория типа OR»32. И далее С. Хокинг четко формулирует свои контраргументы, начиная, как он говорит, «с наиболее знакомой мне темы, а именно с квантовой гравитации»33. Он приводит ряд специальных соображений, из которых следует, что объективная редукция волновой функции, как некая форма декогеренции, может возникать на основе взаимодействия с факторами окружения или из-за флуктуаций пространства-времени, и нет необходимости привлекать для ее объяснения квантовую гравитацию. «До тех пор, пока эффект объективной редукции не будет достаточно сильным для экспериментальной регистрации, он не может играть роли, которую пытается приписать ему Пенроуз».
Стивен Хокинг продолжает: «Пенроуз полагает, что необходимость введения объективной редукции связана с тем, что из теоремы Гёделя вытекает невычислительный характер работы мозга вообще и сознания в частности. Иными словами, он просто верит, что сознание специфически присуще лишь живым существам и не может моделироваться на компьютере в принципе. Однако при этом ему не удается ясно связать объективную редукцию с сознанием, так что при чтении иногда возникает ощущение, что сознание и объективная редукция объединяются им лишь по общему признаку какой-то “таинственности” (и то и другое – тайна, следовательно, они должны быть как-то связаны)».
С. Хокинг говорит, что ему трудно обсуждать проблему сознания со своими коллегами, поскольку сознание всегда представлялось ему тем, что невозможно оценить «снаружи». «Говоря очень упрощенно, – признается С. Хокинг, – если передо мной вдруг появится космический пришелец, пресловутый “зеленый человечек”, то я не думаю, что смогу из разговора с ним четко выяснить, является ли он роботом или мыслящим существом, обладающим самосознанием.
С. Хокинг замечает, что эволюция от мозга червя до мозга человека шла на основе дарвиновского естественного отбора; признаками, способствовавшими выживанию, служили способность размножаться и избегать враждебного воздействия, а вовсе не математические способности. «Теорема Гёделя в этой схеме вновь оказывается ненужной и бесполезной.
И.В. Черепанов
Критический анализ квантовых теорий сознания Пенроуза — Хамероффа, М. Тегмарка, Г. Стэппа, М. Фишера и М.Б. Менского показывает, что им не удается в полной мере объяснить, каким образом сложно устроенные физические системы порождают ментальный опыт без нарушения принципа каузальной замкнутости физического мира и принципа эпистемологической полноты физики.
Согласно принципу каузальной замкнутости физического мира, у всякого физического события может быть только физическая причина и только физическое следствие, ибо нарушение первого условия ведет к возникновению физической энергии из ничего, а нарушение второго означает ее бесследное исчезновение. Об этом, в частности, пишет английский психолог и философ М. Велманс: «Если на физические события влияет нематериальный сознательный опыт, то физическая энергия должна получаться из некоего нематериального источника, и в результате общая физическая энергия вселенной увеличится. Точно так же, чтобы физические события влияли на сознательные, энергия должна потребляться из физической вселенной.
Если мы опираемся на материалистическую онтологию и полагаем, что в бытийной основе Вселенной лежат физически взаимодействующие частицы и поля, то вынуждены признать, что биологические, психические и социальные структуры возникают в процессе эволюции физических систем.
Представители квантовых теорий сознания полагают, что решение психофизической проблемы без нарушения принципа каузальной замкнутости физического мира и принципа эпистемологической полноты физики должно укореняться в особых квантовых эффектах, к которым можно отнести суперпозицию состояний, индетерминизм, запутанность и коллапс волновой функции. При этом физикализм квантового типа может быть редукционистским, который сводит психические свойства к квантово-физическим, или нередукционистским, предполагающим, что психические свойства не сводятся к квантово-физическим, но с необходимостью реализуются при заданной квантово-физической конфигурации материальной системы.
Р. Пенроуз совместно с американским анестезиологом и нейробиологом С. Хамероффом разрабатывает теорию квантового нейрокомпьютинга, в соответствии с которой ментальный опыт продуцируется квантовыми процессами, протекающими в нейронных микротрубочках головного мозга. Белки тубулины, образующие структуру микротрубочек, представляют собой материальные носители кубитов — элементарных ячеек для хранения информации в квантовом компьютере, что, по мнению Хамероффа, верифицируется эмпирическим фактом, согласно которому анестетики оказывают влияние на структуру нейронных микротрубочек головного мозга во время общего наркоза. Ментальные состояния, как полагает Пенроуз, продуцируются объективной редукцией (OR) — спонтанным коллапсом волновой функции, который происходит благодаря эффектам квантовой гравитации, связанным с фундаментальной структурой пространства-времени.
С методологической точки зрения теория квантового нейрокомпьютинга лишается эмпирической верификации, поскольку далеко не все анестетики оказывают влияние на структуру нейронных микротрубочек головного мозга, а значит, отключение сознания во время общего наркоза не объясняется протекающими в них квантовыми процессами. Кроме этого, взгляды Пенроуза и Хамероффа противоречат теории декогеренции, так как микротрубочки головного мозга не имеют достаточно низкой температуры и активно взаимодействуют с окружающей средой, что уменьшает время квантовых операций до критически малых значений. Шведско-американский астрофизик М. Тегмарк с помощью математических расчетов доказывает, что микротрубочки головного мозга образуют слишком теплую, влажную и шумную среду, которая приводит к декогеренции квантовых состояний прежде, чем последние успевают оказать заметное влияние на процессы нейронного порядка [6]. Американский нейробиолог К. Кох и немецкий физик К. Хепп также делают вывод, что молекулярные структуры нейронов, участвующих в обработке информации, «настолько велики, что их можно рассматривать как классические объекты».
В концептуальном отношении остается непонятным, каким образом квантовые процессы, протекающие в микротрубочках головного мозга, генерируют ментальный опыт, не нарушая принцип каузальной замкнутости физического мира и принцип эпистемологической полноты физики.
На сегодняшний день подавляющее большинство ученых полагает, что сознание не связано с коллапсом волновой функции, который представляет собой сугубо физический процесс без какого-либо протоментального содержания.
Интерактивное взаимодействие сознания и тела кажется интуитивно очевидным фактом, но в то же самое время представляется недопустимым событием, поскольку не обладающие физическими характеристиками (массой, зарядом, протяженностью) ментальные феномены не могут быть ни причиной, ни следствием физических процессов без нарушения закона сохранения энергии. Австралийский философ Д. Чалмерс, несмотря на его скептическую оценку квантовых теорий сознания в плане феноменального аспекта психики, замечает, что с учетом эпистемологической полноты физики они являются многообещающими, ибо «физика оставляет гигантское причинно-следственное отверстие в виде коллапса волновой функции».
Действительно, можно попытаться, не игнорируя каузальную замкнутость физического мира, объяснить интерактивное взаимодействие сознания и тела с помощью принципа неопределенности Гейзенберга, согласно которому нельзя одновременно с высокой точностью измерить две канонически сопряженные величины, описываемые некоммутирующими операторами.
При этом важно отметить, что данное положение дел носит не гносеологический, а онтологический характер, т.е. определяется не недостатком знания о состоянии рассматриваемой системы, а само́й природой квантового бытия, о чем свидетельствует ряд экспериментов, подтверждающих нарушение неравенств Белла. Благодаря принципу неопределенности Гейзенберга микрообъекты могут, выражаясь символически, заимствовать энергию из ниоткуда, а затем отдавать ее в никуда, что, в частности, объясняет тоннельный эффект, когда элементарная частица проходит через потенциальный барьер, не имея достаточного запаса энергии. Иными словами, каузальная замкнутость физического мира нарушается в рамках малого промежутка времени, сопряженного с количеством позаимствованной энергии, но зафиксировать данный факт эмпирически невозможно, ибо частица в период преодоления барьера оказывается неуловимой.
В соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга можно предположить, что сознание, имея в онтологической основе квантовый характер, представляет собой дискретно-мерцающий феномен, который на малый срок заимствует энергию, чтобы оказать воздействие на нейрофизиологические процессы, в равной степени как нейрофизиологические процессы, со своей стороны, теряют энергию на малый срок, чтобы стать причиной ментальной активности сознания. Таким образом, психика мерцает, существуя в виде дискретной последовательности событий малых промежутков времени, которые субъективно сливаются в непрерывный поток переживаний. Схожая точка зрения прослеживается в теории Пенроуза — Хамероффа, согласно которой подобные мерцания, как уже отмечалось выше, могут быть объективно зарегистрированы в виде соответствующих осцилляций на графике амплитудно-частотных характеристик электрической активности головного мозга. Виртуальные феномены психики без нарушения каузальной замкнутости физического мира рождаются и тут же исчезают на уровне нейрофизиологических процессов подобно тому, как из физического вакуума выскакивают и тут же аннигилируют виртуальные частицы в течение малого промежутка времени, соответствующего на основании принципа неопределенности Гейзенберга энергии мимолетных флуктуаций.
В.В. Васильева, который отмечает, что если два субъекта приходят разными способами к одинаковому состоянию мозга, то, независимо от их нейрофизиологической тождественности, будут иметь разный ментальный опыт, обусловленный памятью о неидентичном прошлом. В свою очередь, разный ментальный опыт становится причиной нетождественного поведения. Поэтому нейрофизиологические процессы, с одной стороны, локально подчиняются естественнонаучным законам, а, с другой, глобально могут быть детерминированы психическими феноменами. Отсюда следует вывод, согласующийся с квантово-механическим пониманием сознания, что «приватные ментальные состояния являются необходимыми онтологическими условиями реализации нелокальной физической причинности».
Следует заметить, что проблема взаимодействия сознания и тела связана с проблемой свободы воли.
Анализируя известный двухщелевой эксперимент, Гриб приходит к весьма неожиданному выводу: «Электрон обладает полной свободой выбора в рамках предоставленного ему волновой функцией множества разрешенных точек».
С подобной аргументацией трудно согласиться, ибо свобода воли не тождественна индетерминизму состояний. В частности, британский философ Т. Хондрих замечает, что с помощью квантовой неопределенности можно объяснить непредсказуемость человеческих реакций, но никак не свободный выбор, который предполагает осознанность и ответственность за совершаемые поступки.
обоснование свободы воли с помощью классической неопределенности точно так же, как и квантовой, представляется бесперспективным, ибо в онтологической основе феномена свободы лежит способность сознающего субъекта самостоятельно принимать решения, а не непредсказуемость определяющих его реакции физических процессов. Ведь никто, пожалуй, не станет утверждать, что робот, чье поведение задается генератором случайных чисел, является свободной личностью.
Резюме
Главная ошибка Р.Пенроуза в неверной трактовке сути теоремы Геделя применимо к адаптивным системам мозга, включающим элементы восприятия. Пенроуз считает невычислимой функцию сознания как существующую локально и включающую все элементы для работы этой функции. Но в природе вычисляется только то, что доступно распознающему значимые элементы восприятию и сознание как раз для того и возникло, чтобы осознавать пока еще не известное, которое проявляется как новизна. Нет никакой проблемы в том, чтобы стыковать некую квантовую “невычислимость” с тривиальной причинностью.
Другая принципиальная ошибка Пенроуза – в том, что он постулирует влияние эффектов КМ-неопределенности и когерентности на макроуровни, где они практически не проявляются – это критикуется Хокингом, который является полноценным экспертов в этой области в отличие от Пенроуза.
Третья проблема Пенроуза – в том, что он напрямую пытается объяснить связь ментальности и физического тела т.к. для него очевидно, что сознание управляет телом. При этом упускается вариант, что сознание для субъекта является лишь отражением (нематериальным феноменом, абстракцией) физических алгоритмов нахождения решений.
Еще одна проблема понимания авторами экзотических интерпретаций является непонимание сути “свободы воли” или произвольности, которая имеет одну определенную функциональность: находить решения, альтернативные привычному в данных условиях новизны. Именно в этом и заключается адаптивная функция системы осознанного внимания к актуальному стимулу в условиях новизны.