ПОЧЕМУ НИКТО НЕ НАШЕЛ КВАНТОВУЮ ДУШУ?

В 1994 году физик Роджер Пенроуз и анестезиолог Стюарт Хамерофф опубликовали теорию, которую назвали Orch OR - Orchestrated Objective Reduction. По-русски это звучит примерно как «Оркестрованная объективная редукция». Название несуразное, но идея за ним стоит грандиозная: сознание возникает из квантовых вычислений внутри микротрубочек нейронов, и именно квантовая механика объясняет то, что обычная нейробиология объяснить не может.

Тридцать лет прошло. Теория всё ещё жива, у неё есть сторонники, выходят статьи, проводятся конференции. И при этом подавляющее большинство нейробиологов к Orch OR относятся примерно так, как терапевт относится к соседу, который лечит гипертонию заговорами. С вежливым, но непреклонным скептицизмом. Почему? Это интереснее, чем кажется. Потому что история Orch OR - это не просто история одной спорной теории. Это история о том, как устроена наука, что значит «объяснить» сознание, и почему самые умные люди иногда строят очень красивые замки на очень зыбком песке.

Чтобы понять, зачем нам тут вообще понадобилась квантовая механика для объяснения сознания, нужно вернуться на шаг назад, к моим предыдущим постам на эту тему. Есть проблема, которую философы называют «трудной проблемой сознания». Сформулировал её австралийский философ Дэвид Чалмерс в 1995 году, хотя мучились над ней задолго до него. Суть вот в чём: мы можем описать, какие нейроны активируются, когда человек видит красный цвет. Можем построить карту мозговой активности. Можем проследить весь путь сигнала от сетчатки до коры. Но это всё - описание механизма. А откуда берётся субъективное переживание красного? Откуда берётся ощущение - то самое «каково это»? Это и есть трудная проблема.

Нейробиология с ней справляется плохо. Она очень хорошо умеет связывать психические состояния с мозговой активностью - корреляции находит уверенно. Но объяснить, почему физические процессы вообще порождают субъективный опыт - не умеет. Это честное признание, и хорошие нейробиологи его не скрывают.

Роджер Пенроуз зашёл к этой проблеме с другого угла - со стороны математики и физики. В своей книге «Новый ум короля» (1989) он выдвинул аргумент, что человеческое мышление не может быть вычислительным в классическом смысле. Его аргумент опирается на теорему Гёделя о неполноте: математики способны «видеть» истинность некоторых утверждений, которые формальные системы не могут доказать. Значит, рассуждал Пенроуз, разум работает иначе, чем алгоритм. И это «иначе» - квантовое.

Хамерофф к тому времени изучал микротрубочки - белковые структуры внутри клеток, в том числе нейронов. Они занимаются транспортом веществ, поддерживают форму клетки, участвуют во многих процессах. Хамерофф предположил, что именно они могут служить физической основой для квантовых вычислений в мозге.

Так появилась Orch OR. Квантовые суперпозиции в микротрубочках, «оркестрованные» синаптическими входами, коллапсируют в определённый момент согласно квантовой гравитации Пенроуза - и этот коллапс порождает моменты сознательного опыта. Звучит неплохо. И вот здесь начинаются проблемы.

Квантовая механика работает с крошечными частицами в условиях, максимально изолированных от внешних воздействий. Квантовая суперпозиция - состояние, в котором частица одновременно находится в нескольких состояниях - чрезвычайно хрупкая вещь. Она разрушается при малейшем взаимодействии с окружающей средой. Это называется декогеренцией.

В 2000 году физик Макс Тегмарк опубликовал расчёт, который стал для Orch OR настоящим холодным душем (вернее, горячим. Тьфу ты, каламбуры – явно не мое). Он посчитал, как быстро произойдёт декогеренция в условиях живого мозга - при температуре около 37 градусов, в водной среде, среди постоянного теплового движения молекул.

Результат: квантовая когерентность в микротрубочках разрушится примерно за 10??? секунды. Это сто фемтосекунд. Для сравнения: нейронные процессы, связанные с сознанием, происходят на временных масштабах миллисекунд - то есть в десять миллиардов раз медленнее.

Иными словами, квантовая суперпозиция в нейроне разрушится задолго до того, как успеет что-либо «оркестровать». Мозг - это тёплая, влажная, шумная среда. Квантовые компьютеры требуют температур, близких к абсолютному нулю, и тщательнейшей изоляции именно потому, что иначе декогеренция происходит мгновенно. Хамерофф ответил, что в микротрубочках могут существовать особые механизмы защиты от декогеренции. Но это ответ в стиле «может быть» - никаких доказательств таких механизмов нет.

Теперь предположим на секунду, что проблема декогеренции решена. На самом деле не решена, но допустим, что квантовые процессы в микротрубочках каким-то образом выживают в тёплом мозге. Остаётся другой вопрос: зачем? Нейробиологи, работающие с реальными данными о работе мозга, указывают на один факт: для объяснения всего, что мы знаем о нейронных процессах, квантовая механика не нужна. Вообще. Классическая электрохимия, синаптическая передача, нейронные сети - всё это описывается классической физикой вполне адекватно.

Микротрубочки в нейронах делают то же самое, что микротрубочки во всех остальных клетках тела - в клетках печени, кожи, мышц. Они занимаются структурной поддержкой и транспортом. Нет никаких известных биологических механизмов, которые отличали бы микротрубочки нейронов от всех прочих и делали бы их пригодными для квантовых вычислений. И нет даже намёка на то, где их искать. Биологи, работающие с нейронами, формулируют это иногда грубовато: Orch OR объясняет загадочное явление (сознание) через другое загадочное явление (квантовые вычисления в биологических структурах), не имея доказательств существования ни того, ни другого в нужном виде.

Вернёмся к исходному аргументу - математическому. Пенроуз утверждал, что математики видят истинность утверждений, недоступных формальным системам, а значит, человеческое мышление нелокально и неалгоритмично.

Этот аргумент встретил серьёзную критику со стороны математиков и философов математики. Философ Соломон Феферман и математик Джордж Було указали, что Пенроуз неправомерно применяет теорему Гёделя. Теорема говорит о формальных системах - математик тоже является формальной системой в определённом смысле, и точно так же не может доказать собственную непротиворечивость. «Видение» математической истины - это интуиция, которая сама по себе может быть алгоритмической и при этом производить ошибки, что математики прекрасно демонстрируют регулярно.

Иными словами, краеугольный камень всей теории - утверждение о том, что сознание не может быть вычислительным - сам по себе спорен. А если он не держится, то и необходимость привлекать квантовую гравитацию для объяснения сознания отпадает. Его аргументация не доказывает того, что он хочет доказать.

Центральный механизм Orch OR - «объективная редукция» - опирается на теорию квантовой гравитации Пенроуза. Эта теория предполагает, что коллапс квантовой волновой функции происходит объективно, без наблюдателя, под действием гравитационных эффектов.

Проблема в том, что теория квантовой гравитации Пенроуза - это теория, не подтверждённая экспериментально. Квантовая гравитация вообще остаётся одной из нерешённых задач современной физики. Существует несколько конкурирующих подходов - петлевая квантовая гравитация, теория струн, гравитационная декогеренция в версии Пенроуза - и ни один из них пока не имеет экспериментального подтверждения.

Orch OR строит объяснение сознания на основе физики, которой ещё не существует в подтверждённом виде. Это смело. Может быть, однажды окажется, что и квантовая гравитация Пенроуза верна, и микротрубочки делают то, что он предполагает. Но пока это двойная ставка на неизвестное.

Почему тогда теория вообще до сих пор существует? Это справедливый вопрос. Если аргументы против Orch OR столь весомы, почему у неё есть сторонники, почему выходят новые статьи, почему Пенроуз и Хамерофф продолжают её развивать?

Несколько причин. Первая - статус авторов. Роджер Пенроуз - один из крупнейших математиков и физиков-теоретиков второй половины XX века. Лауреат Нобелевской премии по физике 2020 года за работы по чёрным дырам. Когда человек такого уровня высказывает идею, её сложно просто отмахнуться - даже когда она спорна.

Вторая - трудная проблема сознания никуда не делась. Мейнстримная нейробиология объясняет корреляции между мозговыми состояниями и психическими переживаниями, но не объясняет, откуда берётся само переживание. Это честная незакрытая дыра. Orch OR хотя бы пытается в неё что-то вставить.

Третья - некоторые экспериментальные данные, появившиеся в последние годы, показали, что квантовые эффекты в биологических системах встречаются чаще, чем думали раньше. Квантовая запутанность обнаружена в процессе фотосинтеза, квантовые эффекты, по некоторым данным, задействованы в навигации птиц по магнитному полю Земли, возможно - в работе обоняния. Это не доказывает Orch OR, но показывает, что биология и квантовая механика не настолько несовместимы, как казалось в 2000 году после расчётов Тегмарка.

В 2022 году группа исследователей опубликовала работу, где утверждала, что нашла признаки квантовой связи между нейронами в экспериментах с анестетиками, влияющими на микротрубочки. Хамерофф немедленно объявил это поддержкой Orch OR. Большинство специалистов ответили, что интерпретация данных там весьма натянутая. Дискуссия продолжается.

Позиция большинства работающих нейробиологов выражается примерно так: Orch OR - интересная спекуляция, но не научная теория в строгом смысле. У неё нет специфических предсказаний, которые можно проверить и которые при этом отличали бы её от конкурирующих объяснений. А наука движется именно через проверяемые предсказания.

Фрэнсис Крик - один из первооткрывателей структуры ДНК, а во второй половине жизни занимавшийся нейронными коррелятами сознания совместно с Кристофом Кохом - говорил, что квантовые объяснения сознания преждевременны и уводят от реальной работы. Крик и Кох предпочитали искать нейронные корреляты сознания - конкретные паттерны активности, связанные с осознанным восприятием.

Это рабочий подход, и он дал результаты. Обнаружены нейронные корреляты целого ряда аспектов сознания - внимания, осознанного восприятия стимулов, перехода от бессознательной к сознательной обработке информации. Это не отвечает на трудную проблему, но это конкретное знание о том, как работает мозг.

Философ сознания Дэниел Деннет, один из самых резких критиков Orch OR, формулирует претензию жёстче: апелляция к квантовой механике для объяснения сознания - это использование одной тайны для объяснения другой. Это не объяснение, это перестановка загадки в другое место.

Есть в этой критике доля правды. Но есть и ответ: перестановка загадки в область физики хотя бы потенциально делает её проверяемой физическими методами. Квантовая механика - это наука с математическим аппаратом и экспериментальной базой. Если сознание действительно имеет к ней отношение, это открывает возможности, которых нет при чисто нейробиологическом подходе.

История с Orch OR поучительна по нескольким причинам, выходящим за пределы конкретной дискуссии. Она показывает, как устроена граница научного знания. На этой границе живут теории, которые невозможно ни доказать, ни опровергнуть сегодня. Некоторые из них окажутся правильными, большинство - нет. Отличить одно от другого в момент предложения теории бывает невозможно. Именно поэтому наука требует воспроизводимых экспериментов и проверяемых предсказаний - это фильтр, который медленно, но отделяет знание от умозрения.

Она также показывает, что «трудная проблема сознания» - это не академическая игра слов. Это реальная, нерешённая проблема, которая касается каждого человека лично. Что такое субъективный опыт? Откуда берётся ощущение «я»? Есть ли у него физическая основа, и если да - какая? Ответы на эти вопросы могут изменить наше понимание того, что происходит при анестезии, при нарушениях сознания, при смерти, при расстройствах личности, при медитации.

Нейробиология сделала за последние тридцать лет невероятно много. Функциональная МРТ позволила в реальном времени наблюдать за работой мозга. Расшифрованы связи между тысячами нейронов. Найдены механизмы сна, внимания, памяти, эмоций. Но на трудную проблему - ни у кого нет ответа. Orch OR - это один из самых громких попыток к ней подступиться. Пусть пока неудачных.

Ответ на вопрос «почему большинство нейробиологов не верят в Orch OR» выглядит так: потому что у теории нет достаточных оснований. Декогеренция происходит слишком быстро. Биологических механизмов защиты от неё не обнаружено. Математический аргумент Пенроуза оспорен. Центральная физика не подтверждена экспериментально. Специфических проверяемых предсказаний нет. Это серьёзный список.

Но вот что важно понимать: отвержение Orch OR не означает, что у науки есть лучшее объяснение сознания. У науки его нет. Есть нейронные корреляты. Есть функциональные описания. Есть конкурирующие теории - Глобальное рабочее пространство Баарса, Интегрированная информационная теория Тонони, предиктивное кодирование Карла Фристона. Каждая из них по-своему убедительна и по-своему неполна.

Сознание остаётся самым сложным объектом, который наука когда-либо пыталась понять. Потому что наука - это тоже продукт сознания, и здесь инструмент пытается описать сам себя. Это, если угодно, самый странный эксперимент в истории человечества. И он ещё далеко не завершён.

Продолжение следует

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: