Физика времени в контексте нейробиологии

Отрывок из книги американского нейробиолога Дина Буономано

"Мозг — повелитель времени. Как наш мозг чувствует и измеряет ход времени"

...Рассмотрим отношение к одному из важнейших вопросов психологии и нейробиологии: как мозг хранит воспоминания? Поскольку воспоминания касаются опыта из прошлого, память в обязательном порядке связана со временем. Но при этом проблему памяти редко рассматривали во временном контексте. Только в XXI в. ученые начали полностью отдавать себе отчет в том, что «информация о прошлом имеет смысл только в том случае, если позволяет предвидеть, что произойдет в будущем» . Механизм памяти эволюционировал не для того, чтобы мы могли предаваться воспоминаниям. Единственная эволюционная функция памяти заключается в том, что она позволяет животным предсказывать, что и когда может произойти, и как следует

реагировать, если что-то произойдет. Благодаря таким концептуальным сдвигам и множеству методологических достижений, нейробиология и психология гораздо больше внимания начали уделять вопросу времени. Более того, мы начинаем осознавать, что без понимания механизмов восприятия и отсчета времени в мозге мы не сможем понять, как функционирует человеческий мозг.

...Нам также придется уделить некоторое внимание физике времени. Наша задача будет заключаться не только в том, чтобы понять важнейшие принципы природы времени, которые раскрывает физика, но также найти точки пересечения – или, точнее, столкновения – идей физики и нейробиологии. Чтобы продвинуться в этом направлении, необходимо вспомнить две важнейшие философские теории, касающиеся природы времени: презентизм и этернализм.

(от англ. present – настоящее и eternal – вечное. – Прим. переводчика).

Как следует из названия, в рамках теории презентизма утверждается, что реально только настоящее. В таком случае прошлое – это конфигурация вселенной, существовавшая в какойто момент, а будущее – некая конфигурация, которую предстоит определить. Напротив, этернализм постулирует, что прошлое и будущее реальны в той же степени, что и настоящее. В настоящем нет ничего особенного: в рамках этернализма «сейчас» имеет для категории времени такой же смысл, как «здесь» для категории пространства. В настоящий момент вы находитесь в каком-то одном конкретном месте в пространстве, но вы прекрасно знаете, что существует множество других, столь же реальных, мест – комнат, городов, планет и галактик. Аналогичным образом, даже если вы ощущаете себя в некоей временно?й точке, называемой «сейчас», существуют другие – прошлые и будущие – моменты времени, где находятся другие существа, а также вы сами – более молодой и более старый (рис. 1.2).

Возможно, объяснить разницу между этими двумя концепциями проще всего на примере путешествий во времени . В рамках презентизма истинное путешествие во времени (перемещение назад и вперед, в прошлое и в будущее) невозможно. Такие технические детали, как возможность построения машины времени в рамках законов физики,

просто не имеют смысла, поскольку нельзя перенестись в несуществующее время, как нельзя перенестись в несуществующее место. В рамках этернализма ось времени отчасти (но не полностью) аналогична пространственным осям, так что вселенная представляет собой четырехмерный «блок», в котором прошлое и будущее так же реальны, как север и юг по отношению к нашему местоположению в пространстве. Хотя сам этернализм не зависит от того, являются ли перемещения во времени возможными, сама постановка вопроса невозможной не является, поскольку на оси времени имеются «места» (моменты), в которые можно стремиться попасть.

Постулаты презентизма совпадают с нашим интуитивным представлением о том, что каждый момент нашей жизни, переходящий в прошлое, просто исчезает. Вне зависимости от того, сохраняется ли этот момент в нашей памяти или нет, сам момент прекращает существование. Презентизм также подкрепляет наше ощущение контроля над ситуацией: наши решения и поступки формируют будущее. Нейробиологи редко сопоставляют теории презентизма и этернализма, но на практике они являются презентистами.

В прошлом, настоящем и будущем они видят совершенно разные категории: мозг принимает решения в настоящем, основываясь на воспоминаниях о прошлом, чтобы создать благоприятную ситуацию в будущем. Однако, несмотря на привлекательность для нас на интуитивном уровне, в физике и философии презентизм – неудачная теория...

Сегодня, по вполне разумным причинам, большинство физиков и философов принимают этерналистский тезис о том, что все моменты времени в некотором смысле «уже» включены в некий «блок вселенной». И представление о времени как о четвертом измерении – не просто удобная математическая абстракция, как ось времени на графике, но прошлое, настоящее и будущее действительно существуют на равных основаниях.

В этом-то и заключается камень преткновения между физикой и нейробиологией: если все моменты времени одинаково реальны, и все события прошлого и будущего навсегда вписаны в «блок вселенной», наше ощущение течения времени оказывается иллюзией (глава 9). Другими словами, если все моменты времени «уже есть», время не может идти или протекать в обычном смысле этих слов. Философ Джек Смарт однажды заметил: «Ход времени или опережающее сознание – опасные метафоры, которые нельзя воспринимать буквально» . Так что одно из самых очевидных и универсальных субъективных ощущений, а именно, ощущение хода времени, следует воспринимать как некую проделку сознания. Вообще говоря, это широко распространенная точка зрения. Например, философ Хью Прайс в книге «Стрела времени и точка Архимеда» пишет: «По этому вопросу философы всегда разделялись на два лагеря. На одной стороне те, кто считают поток времени и настоящее объективной реальностью мира [презентизм]; на другой – те, кто утверждают, что это лишь артефакты нашего субъективного восприятия мира [этернализм]… Лично я отношусь ко вторым».

Математик и физик Герман Вейль подметил несоответствие между нашим восприятием времени и моделью «блока вселенной», высказав ставшую знаменитой фразу: «Объективный мир просто есть, он не случается. Лишь для взора моего сознания, карабкающегося по мировой линии жизни моего тела, порождается часть мира как образ, плывущий в пространстве и непрерывно меняющийся во времени».

Обсуждение проблемы времени, будь то в рамках нейробиологии, философии или физики, неизбежно затрудняется еще и тем, что слово

«время» используется для обозначения множества разных вещей...

Поэтому будет небесполезно если не определить, то хотя бы разграничить различные смыслы этого слова.

Давайте разберем такое предложение: «Доклад Минковского о природе времени закончился вовремя, но казалось, что он продолжался много времени».

В этом немного неестественном предложении слово «время» использовано в трех разных смыслах, которые важны для нашего рассказа. В порядке появления в предложении они соответствуют естественному времени, часовому времени и субъективному времени.

Интуитивно мы воспринимаем время как некую среду, в которой протекает наша жизнь. Для обозначения времени в качестве этой среды или «измерения» я использую термин «естественное время». Именно естественное время находится в центре спора между сторонниками презентизма и этернализма. На практике большинство ученых не интересуются проблемами естественного времени, но, вообще говоря, что может волновать нас сильнее, чем возможность существования других «версий» нас самих на временно?й оси «блока вселенной» или реальность (или иллюзорность) нашего ощущения течения времени?..

Субъективное время описывает наше подсознательное ощущение времени: как ощущение хода времени, так и ощущение количества времени. Как любой субъективный опыт, субъективное время – порождение мозговой деятельности. И оно не существует за пределами человеческого черепа. Аналогично тому, как наше субъективное восприятие цвета позволяет нам изучать физические свойства видимого света (света с разной длиной волны), наше субъективное восприятие времени – это продукт деятельности головного мозга, который в каком-то смысле позволяет нам «чувствовать» как естественное, так и часовое время.

...Мы все еще не знаем ответа на такие важнейшие вопросы, как равноценность реальности прошлого, настоящего и будущего или иллюзорность нашего ощущения хода времени. Чтобы найти ответы на эти вопросы, нейробиология должна еще созреть и принять тот факт, что понимание устройства человеческого мозга невозможно без описания того, как мозг определяет, воспринимает и отражает время. Дело в том, что... мозг представляет собой машину времени, которая не только определяет время и предсказывает будущее, но и позволяет нам мысленно перемещаться в будущее. Часто мы оставляем без внимания тот факт, что без способности мысленного путешествия в будущее наш вид никогда не смог бы изготовить из вулканического стекла орудия труда или понять, что посев зерна сегодня обеспечит выживание завтра.

Однако наша уникальная способность воспринимать концепцию времени и вглядываться в отдаленное будущее является одновременно и даром, и наказанием. В ходе эволюции мы перестали следовать за непредсказуемыми капризами матери-природы и начали управлять ею: мы научились манипулировать настоящим, чтобы обеспечить себе выживание в будущем. Однако способность предвидения неизбежно привела нас к пониманию конечности и быстротечности собственной жизни. Получив этот великий дар или великое наказание, мы стоим перед удивительной тайной: Что же такое время?

Источник: vk.com

Комментарии: