Тени разума. В поисках науки о сознании, Роджер Пенроуз Сознание является частью нашей Вселенной, а потому   любая физическая теория, которая не отводит ему должного места, заведомо неспособна дать истинное описание мира. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 29, loc. 423-425 образом, сама материя есть нечто неопределенное и недолговечное,   поэтому вполне разумно предположить, что постоянство человеческого «я», возможно, больше связано с сохранением моделей, нежели реальных частиц материи. Даже Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 46, loc. 686-689 при таком подходе гравитации как таковой в действительности не существует, а существует лишь своего рода «эмергентный феномен». (Подобный взгляд на гравитацию   предложил великий советский ученый и гуманист Андрей Сахаров{ 60}.) Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 637, loc. 9413-9416 Впрочем, как выяснилось позднее, такое предположение лишено оснований. Главная причина заключается в том, что   гравитация воздействует на причинные связи Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 637, loc. 9417-9418 Можно сказать   иначе: гравитация обладает уникальной способностью «наклонять» световые конусы. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 637, loc. 9420-9421 Этот феномен можно наблюдать в некоторых физических   экспериментах (например, экспериментах по получению так   называемого черенковского излучения). Частицы «выстреливаются» в преломляющую среду, в которой скорость частиц лишь очень немногим меньше абсолютной «скорости света», но больше   скорости, с которой свет фактически распространяется в данной среде. При этом возникают ударные волны «реального» света, которые и называются черенковским излучением. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 641, loc. 9471-9477 Все световые конусы в специальной теории относительности   размещены равномерно и сориентированы в одном направлении (как показано на рис. 4.2); такое пространство-время называют   пространством Минковского. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 642, loc. 9488-9491 Наклон световых конусов можно представлять себе как   изменение скорости света (или, точнее, абсолютной скорости) в зависимости от места в пространстве; эта скорость может также зависеть и от направления движения. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 643, loc. 9502-9505 Соответственно, можно предположить, что гравитационное поле является этакой всепроницающей и   повсеместной преломляющей средой, Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 643, loc. 9507-9509 Следует упомянуть и еще об одном неявном обстоятельстве: «угол наклона» единичного светового конуса не является   величиной, измеримой физически, а потому не имеет в сущности   никакого физического смысла и не может послужить мерой   действительного уменьшения или увеличения абсолютной   скорости. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 646, loc. 9551-9554 Какое же отношение имеет наклон световых конусов к   невычислимости? К этому вопросу (точнее, к одному весьма   интригующему его аспекту) мы еще вернемся в § 7.10; на данном же этапе наших рассуждений ответ прост: абсолютно никакого, разве что дает некую надежду Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 656, loc. 9689-9693 Аналогичным образом вполне можно предположить, что где-то в поведении всем известных объектов сокрыта   невычислительная активность того или иного рода. Для того, чтобы   подобные спекуляции имели бы хоть какую-то надежду на успех, они также должны быть основаны на каких-то мощных   соображениях — предположительно, и математически сложных, и физически неочевидных — и как-то согласовываться с тем, что мы знаем о всех известных нам феноменах. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 657, loc. 9702-9708 насколько велико влияние идеи о вычислимости всего и вся на современную физику.   Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 657, loc. 9710-9711 интересует отнюдь не действительная эволюция некоторой системы, но ее типичная эволюция. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 667, loc. 9863-9864 так как именно в поведении биологических систем (а точнее — согласно выводам, к которым мы пришли в первой части, — в поведении осознающего себя мозга) следует искать возможные и необходимые проявления невычислимой   физической активности. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 675, loc. 9982-9985 биологических   систем, однако сами эти системы очевидно гораздо более сложны, чем те, с которыми имеет дело астрофизика, — соответственно, более сложной оказывается и задача построения действительно надежной модели биологической системы. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 675, loc. 9987-9989 передача сигналов по нервным волокнам (хотя в последнем случае возникают некоторые   сомнения относительно того, допустимо ли рассматривать данную   систему в рамках исключительно классической физики, поскольку важную роль здесь играют, наряду с физическими, и химические процессы). Химические процессы напрямую обусловлены квантовыми эффектами, Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 676, loc. 9993-9998 Два атома в центрах наших додекаэдров образуют   сцепленное состояние, и, согласно правилам стандартной квантовой теории, их нельзя считать отдельными независимыми объектами. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 699, loc. 10350-10352 Таким образом, если кому-нибудь случалось заметить, что, скажем, левый носок Бертлмана сегодня, скажем, зеленого цвета, то этот кто-то мгновенно   обретал знание о том, что правый носок Бертлмана зеленым не является. Тем не менее, вряд будет разумным сделать отсюда вывод, что левый носок Бертлмана способен неким   таинственным образом оказывать мгновенное воздействие на правый носок Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 702, loc. 10393-10398 Notes: 1) true false in programming illustration феномена квантовой нелокальности. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 704, loc. 10426-10427 Его отец, Фацио Кардано, был увлечен геометрией; Джероламо вспоминал, как однажды, когда он был еще ребенком, отец взял его с собой в гости к Леонардо да Винчи и как взрослые засиделись за полночь, обсуждая какие-то геометрические задачи. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 716, loc. 10601-10604 Тартальи Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 716, loc. 10605-10605 Возможно, именно удивительное сочетание в одном человеке двух личностей —  мистика и рационально мыслящего ученого — позволило Кардано уловить эти первые проблески того, что развилось позднее в одну из мощнейших математических концепций. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 725, loc. 10723-10726 Несмотря на   широко распространенное мнение о вероятностной природе   квантового мира, на квантовом уровне не действует карданова теория вероятностей. А вот его таинственная теория комплексных чисел пришлась здесь как нельзя более кстати — именно она лежит в основе математически точного и абсолютно   безвероятностного описания процессов, протекающих на квантовом уровне. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 731, loc. 10816-10820 Со времен древних греков (или еще более ранних) ученые полагали, что в небе должны действовать одни законы, а на Земле — другие. Галилей же с Ньютоном смогли показать, что законы одни и те же, различия исключительно в масштабе — фундаментальное прозрение, роль которого в   развитии науки переоценить невозможно. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 861, loc. 12671-12674 перенять образ мышления древних греков — один набор законов у нас работает на классическом уровне, а другим, совершенно на первый непохожим, мы пользуемся для описания процессов на квантовом уровне. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 861, loc. 12676-12678 придерживаюсь мнения — и это мнение разделяет, если можно так выразиться, весьма представительное меньшинство физиков, — что такое состояние научной мысли является не чем иным, как временным ступором, и можно   предположить, что отыскание соответствующих квантово-классических законов, действующих единообразно на всех уровнях феноменов, возвестит научный прорыв, сравнимый по масштабу с тем, у   истоков которого стояли Галилей и Ньютон. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 861, loc. 12678-12684 В самом деле, разве можно всерьез полагать, будто   понятие «реальность» осмысленно применимо к происходящим на квантовом уровне процессам? Бор, несомненно, принадлежал к тем, кто «и вправду верит в квантовую механику», и, на его взгляд, вектор состояния как раз и не следовало «принимать всерьез» в качестве средства описания физической реальности на квантовом уровне. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 866, loc. 12755-12759 Другие ученые (включая и меня, см. НРК, с. 400— 401 и [291]), экстраполируя тот факт, что светочувствительные клетки   сетчатки (которая формально является частью мозга) способны реагировать на чрезвычайно слабый свет (буквально   несколько фотонов, [194]) — при определенных обстоятельствах такая клетка может зарегистрировать даже один-единственный   фотон [17], — предположили, что и в самом мозге могут   содержаться нейроны, также являющиеся, по сути своей, квантовыми «детекторами». Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 976, loc. 14351-14358 Поскольку квантовые эффекты действительно могут   инициировать в мозге процессы гораздо более крупного, нежели сами, «масштаба», отдельные исследователи выразили надежду, что способность разума воздействовать на физический мозг может быть обусловлена квантовой неопределенностью. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 976, loc. 14358-14362 Я не знаю, как относиться к подобным предположениям, особенно в свете того, что в стандартной квантовой теории   никакой неопределенности на квантовом уровне нет — здесь   действует вполне детерминированная U-эволюция.   Предполагается, что неопределенность, связанная с процедурой R,   возникает лишь в процессе перехода с квантового уровня на   классический. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 977, loc. 14367-14372 Одни синапсы являются по своей природе возбуждающими, их нейромедиаторы усиливают возбуждение следующего нейрона; другие же, напротив, — тормозящие, и их нейромедиаторы (отличные от первых) возбуждение Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 986, loc. 14510-14512 Однако благодаря феномену так   называемой пластичности мозга, интенсивность по крайней мере некоторых синаптических связей может время от времени   изменяться — порой быстрее, чем за секунду, — а кроме того,   изменяться могут и сами связи. Что ставит нас перед немаловажным вопросом: что же этими синаптическими изменениями управляет? Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 987, loc. 14527-14531 Все, что в принципе   можно получить с помощью квантового компьютера, можно в   принципе получить и с помощью соответствующей машины Тьюринга, снабженной генератором случайных чисел. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 996, loc. 14653-14655 Согласно одному из предположений [332], часть древнейших прокариот оказались каким-то образом связаны (возможно, «инфицированы») с неким видом спирохет (бактерий, перемещающихся с помощью   нитеобразного хвоста, состоящего из цитоскелетных белков). Эти   чуждые друг другу организмы постепенно «научились» жить вместе в симбиотической связи как единые эукариотические клетки. Так «спирохеты» превратились, в конечном счете, в цитоскелеты клеток — со всеми вытекающими последствиями для будущей эволюции, среди которых мы с вами! Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1005, loc. 14788-14795 Коруга [228] высказал предположение, что числа Фибоначчи в структуре   микротрубочки повышают эффективность ее как «информационного   процессора». В самом деле, согласно Хамероффу с коллегами (которые пытаются нам это втолковать вот уже более десяти лет{ 90}), Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1008, loc. 14837-14841 дендритным шипикам, часто образующим постсинаптические окончания синаптической   щели. Эти шипики способны расти и вырождаться, что, по-видимому, является существенным элементом общей   пластичности мозга, благодаря которой система взаимных соединений в мозге подвергается непрерывным тонким изменениям.   Насколько мне известно, существуют убедительные экспериментальные свидетельства важной роли микротрубочек в управлении   пластичностью мозга. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1011, loc. 14882-14888 Я утверждаю, что   способность человека к пониманию выходит за рамки какой угодно вычислительной схемы. Если мозгом человека управляют   микротрубочки, то в микротрубочковых процессах должно быть что-то принципиально отличное от простого вычисления. Я утверждал, что такая невычислимая активность должна быть следствием   достаточно макроскопической квантовой когерентности,   объединенной неким тонким образом с макроскопическим   поведением — с тем, чтобы обеспечить возможность протекания в системе тех новых физических процессов, что придут на смену бытующей в современной физике паллиативной R-процедуре. В качестве первого шага мы должны выяснить, какова же подлинная роль квантовой когерентности в цитоскелетной активности. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1016, loc. 14957-14966 микротрубочки могут действовать как  « диэлектрические волноводы». Хочется верить, что Природа   снабдила цитоскелетные структуры пустыми трубками отнюдь не   просто так. Возможно, сами трубки обеспечивают эффективную   изоляцию, позволяющую квантовому состоянию внутри трубки   избегать сцепления с окружением в течение достаточно   продолжительного времени. В Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1019, loc. 15001-15006 «Пустые» в данном случае означает, что трубки по большей части заполнены просто водой (даже без растворенных в ней ионов). Можно было бы отметить, что «вода» (с характерным для жидкости беспорядочным   движением молекул) вряд ли является образцом организованной   структуры — во всяком случае достаточно организованной для   возникновения в ней квантовокогерентных колебаний. Однако вода, содержащаяся в клетках, совсем не похожа на ту воду, которой заполнены океаны — неупорядоченное скопище несвязных,   случайным образом движущихся молекул. Некоторая часть воды в клетках — какая именно часть, вопрос спорный — находится в упорядоченном состоянии (такую воду иногда называют «вицинальной», см. [183], с. 172). Такое упорядоченное состояние воды наблюдается на расстоянии до 3 нм от внешних поверхностей цитоскелета, иногда дальше. Представляется вполне разумным предположить, что вода остается упорядоченной и внутри   микротрубочек, а это весьма благоприятствует возможности   возникновения в этих трубках квантовокогерентных колебаний. (См., в частности, [213]). Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1021, loc. 15016-15030 достаточно логичной представляется точка зрения, согласно которой причиной   потери сознания является ван-дер-ваальсово воздействие   анестезирующих веществ на конформационную динамику белков мозга. Высока вероятность того, что такими белками являются именно димеры тубулина в микротрубочках нейронов — и что к потере сознания приводит именно обусловленное упомянутым   воздействием прекращение функционирования микротрубочек. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1025, loc. 15094-15099 Я сейчас говорю лишь о том, что, согласно   вышеприведенным рассуждениям, без работающего цитоскелета ни о каком сознании речь не может идти вообще. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1026, loc. 15113-15114 Вся   аргументация первой части книги подводила нас, в сущности, к   простому выводу: если мы намерены подвести под процесс сознания физический фундамент, то нам понадобится нечто большее, чем численное моделирование. В предыдущих главах второй части мы успели договориться до того, что искать это большее следует на границе между квантовым и классическим уровнями, как раз там, где современная физики предлагает (за неимением   лучшего) воспользоваться процедурой R, а я настаиваю на разработке новой физической теории — теории процедуры OR. В настоящей главе мы попытались отыскать в мозге такое место, где квантовые процессы могли бы определять классическое поведение, и,   похоже, пришли к выводу, что этот квантово-классический интерфейс осуществляет фундаментальное воздействие на поведение мозга посредством цитоскелетного управления интенсивностью синоптических связей. Попробуем рассмотреть эту картину более основательно. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1028, loc. 15130-15142 Таким образом, через посредство внешних вычислений, когерентная квантовая организация внутри   микротрубочек способна влиять на изменения в синаптических связях нейронного компьютера в текущий момент. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1041, loc. 15327-15329 Существует множество других классов математических   задач, которые неразрешимы численно. Две из них — десятую   проблему Гильберта и задачу о замощении — мы обсуждали в § 1.9. Еще один пример — задачу со словами (для полугрупп) — можно найти в НРК, с. 130-132. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1046, loc. 15409-15413 Следует пояснить, что термин «численно неразрешимый» не означает, что в данном классе имеются отдельные задачи,   которые невозможно решить в принципе. Он означает лишь то, что не существует систематического (алгоритмического) способа решить все задачи этого класса. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1046, loc. 15413-15416 Более того, время для нас «течет» только потому, что мы обладаем сознанием. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1064, loc. 15672-15673 Пространство-время просто есть, и время в нем способно «течь» не больше, чем пространство. Течение времени, похоже, необходимо почему-то одному лишь сознанию, и я не удивлюсь, если отношения   между сознанием и временем вдруг окажутся странными и во всем остальном. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1064, loc. 15675-15678 прежде чем испытуемые осознавали, что они что-то ощущают, проходило приблизительно полсекунды нейронной активности (с некоторыми вариациями в зависимости от обстоятельств), хотя у них создалось впечатление, что при прямой стимуляции они узнают о возникновении ощущения   раньше, чем при реальной стимуляции кожи. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1069, loc. 15748-15751 Пока не пройдет полсекунды, не произойдет осознания; а если мы решим это осознание применить к делу, то нам придется запустить неторопливую машину свободной воли, что, возможно, задержит реакцию еще на секунду. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1069, loc. 15759-15762 Здесь в действительности нет никакого противоречия. Вполне возможно, что эволюция произвела на свет сознание как раз для неторопливых размышлений, и очевидно, что в ситуации, требующей сколько-нибудь быстрых действий, сознание   оказывается не более чем пассажиром. Вся первая часть книги, если помните, посвящена именно такому сознательному созерцанию (математическому пониманию), которое и впрямь славится   своей медлительностью. Может быть, способность к   сознательному восприятию развилась у нас исключительно ради вот такой вот неспешной созерцательной мыслительной деятельности,   тогда как более быстрые по времени реакции полностью   бессознательны по своему происхождению — хотя и сопровождаются   запаздывающим сознательным восприятием, не играющим,   впрочем никакой активной роли. Все это, конечно же, правильно — сознание   действительно «берет свое», когда располагает достаточным временем для работы. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1071, loc. 15780-15791 невычислительная Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1088, loc. 16042-16042 то, что   происходит в сознании, отнюдь не сводится к совокупности   исключительно вычислительных процессов — Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1090, loc. 16067-16068 почему компьютеры получают относительное преимущество в играх с ограничением на время хода. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1096, loc. 16155-16156 Подчеркнем еще раз главное отличие: человеческий мозг обладает способностью, какой компьютер принципиально   лишен, — мозг способен выносить суждения, основанные на   понимании. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1096, loc. 16156-16158 почти не сомневаюсь в том, что то фундаментальное изменение, которому неминуемо должна подвергнуться наша традиционная картина физической реальности, придет откуда-то со стороны феномена редукции квантового состояния. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1121, loc. 16535-16537 Я убежден, что фокус нашего внимания следует переместить с нейронов на   микротрубочки цитоскелета: именно там, вероятнее всего,   возникают коллективные (когерентные) квантовые эффекты — а без такой квантовой когерентности не будет и новой OR-физики,   которая, как мне представляется, должна стать необходимым   невычислительным условием для объяснения феномена сознания в научных терминах. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1123, loc. 16554-16559 Одной лишь макроскопической квантовой когерентности для возникновения сознания, разумеется, недостаточно —  иначе сознанием обладали бы и сверхпроводники! Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1128, loc. 16643-16645 Интересно, что если судить лишь по количеству   нейронов, то разница между мозгом и мозжечком невелика — в мозге нейронов всего лишь в два раза больше, чем в мозжечке, причем отдельные клетки в мозжечке образуют, в общем   случае, значительно больше синаптических связей, чем клетки мозга (см. § 1.14 и рис. 1.6). Очевидно, простым подсчетом нейронов тут не обойтись, следует искать глубже[ 59]. Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1135, loc. 16735-16741 Как же из таких, казалось бы, бесперспективных   ингредиентов, как материя, пространство и время, возникает такой тонкий феномен, как сознание? Роджер Пенроуз, Тени разума. В поисках науки о сознании, pg. 1156, loc. 17065-17067