22-08-2021 Популярна наука 390

Природа свідомості

Чи є в нашому розумі квантові структури, які породжують свідомість? Сер Роджер Пенроуз, один із найвідоміших учених світу, вірить, що природа свідомості має квантове походження, і пояснює, як, на його думку, це працює. Розбираємося в концепції Пенроуза разом з Полом Ратнером.

Людська свідомість - одна з найбільших загадок на Землі й донині. Як кожна людина знає, що вона - це «вона»? Чи наше усвідомлення й сприйняття себе йде від розуму, чи формується відчуттями тіла? Що насправді відбувається, коли людина перебуває в стані «зміненої» свідомості під впливом певних хімічних речовин або рослин? Чи є свідомість у тварин? Можна подумати, що наша самосвідомість, як основна таємниця людства, повинна знаходитися на першому плані всіх досліджень світу, але в науки досі немає чітких відповідей на ці питання.

Один із підходів до свідомості - розглядати її як побічний продукт численних обчислень, які відбуваються в мозку.

Відповідно до теорії інтегрованої інформації, створеної нейробіологом Джуліо Тононі з Університету Вісконсін-Медісон, свідомий досвід - це інтеграція великої кількості інформації, яка надходить у мозок, і це «нескоротний» досвід. Мозок сплітає складну інформаційну мережу з сенсорних і когнітивних сигналів.

Теорія глобального робочого простору, розроблена нейробіологом з Інституту нейронаук у Ла-Хойя (Каліфорнія) Бернардом Баарсом, передбачає, що свідомість - це просто акт передачі інформації через мозок із банку пам'яті.

Але є ті, хто пророкує провал спроб розгадати природу свідомості тільки за допомогою нейробіології, якщо не буде задіяна квантова механіка. Так, усесвітньо відомий фізик-математик Оксфордського університету сер Роджер Пенроуз вважає, що свідомість має квантове походження.

Разом із відомим анестезіологом Стюартом Хаммероффом, котрий викладає в Університеті Арізони, Пенроуз розробив теорію організованої об'єктивної редукції розуму. Це досить незвичайна теорія сама по собі, але відкинути її легко не можна, враховуючи, що Роджер Пенроуз - один із найвидатніших людей світу, який зробив істотний внесок у космологію та загальну теорію відносності. Дослідник також відомий спільною зі Стівеном Хокінгом роботою про чорні діри, відзначеною нагородами. Фізик Лі Смолін одного разу сказав про Пенроуза:

«Він - один з дуже небагатьох людей серед тих, кого я зустрічав у своєму житті, кого я без застережень називаю генієм».

Пенроуз вважає, що свідомість не є результатом обчислювальних операцій і їх акумулювання. Це – не просто механічний побічний продукт, аналогічний тому, який може створити автоматично комп'ютер. На думку вченого, для розуміння феномену свідомості необхідна революція в нашому підході до фізичного світу. Зокрема, Пенроуз вважає, що відповідь на питання про природу свідомості може лежати в більш глибокому вивченні квантової механіки.

Сер Роджер Пенроуз в 2011 році.

В інтерв'ю зі Стівом Полсоном для Nautilus Пенроуз використовує приклад із квантових обчислень, щоб пояснити, що кубіти інформації залишаються в декількох станах до того часу, поки не об'єднаються у «квантову когерентність», у якій велика кількість частинок діють разом як єдиний квант.

Тут теорія Пенроуза спирається на роботу Хамероффа, стверджуючи, що ця квантова когерентність має місце в білкових структурах, званих «мікротрубочками». Вони знаходяться всередині нейронів мозку і можуть зберігати й обробляти інформацію та пам'ять. Пенроуз і Хамерофф вважають, що мікротрубочки - це квантові пристрої, які керують нашою свідомістю.

Цю теорію оцінили далеко не всі в науковому співтоваристві. Багато хто з критиків каже, що мозок занадто «теплий, вологий і шумний» і не може підтримувати квантовий процес. А фізик Макс Тегмарк навіть підрахував, що мозок не може функціонувати так швидко, як це потрібно в даному випадку. Хокінг теж не був згоден із цим, пропонуючи Пенроузу дотримуватися своєї експертної області.

І все ж дослідження, проведене японськими вченими в 2013 році, дало певні докази на користь теорії Пенроуза й Хамероффа, оскільки були виявлені вібрації в мікротрубочках. Потім Пенроуз і Хамерофф припустили, що, сфокусувавши стимуляцію мозку на цих вібраціях, можна «принести користь безлічі психічних, неврологічних і когнітивних станів».

Проте ця теорія знаходиться, ймовірніше, в опозиції у своїй сфері, у якій, до речі, останнім часом не було великого прогресу.

У 2017 році сер Роджер Пенроуз заснував Інститут Пенроуза, щоб вивчати людську свідомість за допомогою фізики й відрізняти її від будь-якого потенційного штучного інтелекту.

Вчений пояснює, чому він прийшов до уявлення про квантові структури в мозку, так:

«Хоча свідомість модифіковано різними способами, це не результат обчислень. Це щось інше. Існує безліч аспектів у розумінні феномена свідомості. Люди часто ототожнюють свідомість із тим, що ми відчуваємо: це може бути як болем, так і оцінкою краси, любові або кольору. Тобто в будь-якому випадку це - досвід, який у нас є. Однак я хочу сказати, що свідомість - це щось дуже й дуже конкретне. І якщо свідомість є чимось конкретним, що не обмежене тільки «обчисленням», тоді виникає питання й про інші її якості. Чи можна, наприклад, пояснити сприйняття синього кольору обчисленням чи чимось конкретним? Ми можемо усвідомлювати різні речі, не розуміючи їх. Але я стверджую, що розуміння - це те, що явно не є результатом обчислень самих по собі. Це очевидно особливо в тому, як ми використовуємо комп'ютери. Це складні обчислення. Але ось розуміння, яке у нас є щодо того, які обчислення робити і що в результаті означають ці обчислення, - це вже зовсім інше. Тут ми стикаємося з відмінністю чистих обчислень і розуміння».