Глаз разума - Даглас Хофштадтер

Пока психологи и биологи упорно работали над сведением их наук к физике, большинство из них понятия не имело о новых перспективах, возникающих в этой области — перспективах, бросающих иной свет на их знания. В конце девятнадцатого столетия физики рисовали весьма упорядоченную картину мира, события в котором разворачивались регулярно и правильно, в соответствии с уравнениями законов механики Ньютона и электричества Максвелла. Эти процессы были неизбежны и не зависели от ученых — те были просто зрителями. Многие физики считали, что в их науке уже сделано все.

Начиная с открытия теории относительности Эйнштейна в 1905 году, эта аккуратная картинка была бесцеремонно подпорчена. Новая теория утверждала, что наблюдатели в различных системах, двигающихся относительно друг друга, видят мир по-разному. Таким образом наблюдатель оказался замешанным в определении физической реальности. Ученый терял роль зрителя и становился активным участником изучаемой системы.

С развитием квантовой механики роль наблюдателя стала еще более важной в физической теории, определяющей в физических событиях. Разум наблюдателя оказался необходимым элементом в структуре теории. Следствия этой возникающей парадигмы весьма удивили первых специалистов по квантовой механике и заставили их изучать эпистемологию и философию науки. Насколько я знаю, никогда прежде в истории науки ведущие ученые не публиковали книг о философском и гуманистическом значении своих результатов.

Вернер Гейзенберг, один из основателей новой физики, оказался вовлеченным в философские и гуманистические проблемы. В “Философских проблемах квантовой физики” он писал, что физики должны отказаться от мыслей об объективной временнОй шкале, единой для всех наблюдателей, и о событиях во времени и пространстве, независимых от нашей способности наблюдать их. Гейзенберг подчеркнул, что вместо элементарных частиц законы природы теперь имеют дело с нашим знанием об этих частицах — то есть с содержанием нашего разума. Эрвин Шредингер, сформулировавший фундаментальное уравнение квантовой механики, написал в 1958 году короткую книгу под названием “Разум и материя”. В этой серии эссе он от результатов новой физики пришел к мистическому взгляду на вселенную, который он идентифицировал с “вечной философией” Олдоса Хаксли. Шредингер первым из теоретиков квантовой физики выразил симпатию к идеям “Упанишад” и восточной философской мысли. В настоящее время растет число книг, выражающих эти идеи; среди них — две популярные работы: “Дао физики” Фритхофа Капра, “Танцующие мастера By Ли” Гэри Зукава. Проблемы, с которыми сталкивается квантовая физика, хорошо выражены в парадоксе “Кто убил кота Шредингера?”. В гипотетическом эксперименте котенок сажается в закрытый ящик; туда же кладется пузырек яда и молоточек, готовый разбить пузырек. Молоточек приводится в действие счетчиком, фиксирующим случайные события, такие как радиоактивный распад. Эксперимент продолжается ровно столько времени, чтобы вероятность того, что пузырек с ядом будет разбит, равнялась одной второй. Квантовая механика представляет эту ситуацию математически как сумму функции живого кота и функции мертвого кота, каждая с вероятностью одна вторая. Вопрос в том, убивает или спасает кота вмешательство наблюдателя — ведь до того, как он смотрит на счетчик Гейзера, оба исхода одинаково возможны.

Этот шутливый пример отражает значительную концептуальную трудность. Говоря более формальным языком, сложная система может быть описана только в терминах вероятности того или иного результата эксперимента. Чтобы узнать, каков именно результат данного эксперимента, необходимо произвести измерения. Именно эти измерения и являются физическим событием, в отличие от вероятности, являющейся математической абстракцией. Единственное простое и последовательное описание измерения включает наблюдателя, осознающего результат. Таким образом физическое событие и человеческий разум становятся неразделимы. Эта связь заставила физиков рассматривать сознание как существенную часть структуры физики. Подобная интерпретация подвинула физику в сторону идеалистической концепции философии.

Взгляды многих современных физиков суммированы в эссе “Заметки о проблеме Разума-Тела”, написанном нобелевским лауреатом Юджином Винером. В начале Винер указывает, что большинство физиков вернулись к признанию того, что мысль (или разум) первична. Он утверждает: “Нельзя было сформулировать непротиворечивые законы квантовой механики, не включив в них сознание.” И в заключение он отмечает, насколько замечательно то, что научное изучение мира привело нас к содержанию нашего сознания как к первичной реальности.

Дальнейшее развитие еще одной ветви физики поддерживает точку зрения Винера. Информатика в ее приложении к термодинамике утверждает, что основное понятие этой науки, энтропия, не что иное как мера незнания наблюдателем деталей атомной структуры системы. Измеряя давление, объем и температуру объекта, мы не знаем многого о точных позициях и скоростях атомов и молекул, составляющих этот объект. Числовое значение количества недостающей информации пропорционально энтропии. В более ранней версии термодинамики энтропия, в инженерном смысле слова, представляла собой количество энергии, недоступное для производства внешней работы. В современном варианте науки значительную роль в картине играет человеческий разум, и энтропия соотносится не только с состоянием системы, но и с нашим знанием о состоянии системы.

“Менталистская” картина мира вовсе не была целью основателей современной атомной теории. Напротив, они начали с противоположной точки зрения, и им пришлось перейти на современные позиции, чтобы объяснить результаты экспериментов.

Теперь мы можем свести воедино перспективы трех крупных областей науки: психологии, биологии и физики. Скомбинировав идеи трех выразителей различных взглядов, Сагана, Крика и Винера, мы получаем довольно неожиданную картину.

Во-первых, человеческий разум, включая сознание и мысли о самом себе, может быть объяснен в терминах деятельности центральной нервной системы, которая, в свою очередь, может быть сведена к уровню биологической структуры и функций данной физиологической системы. Во-вторых, биологические явления могут быть полностью поняты в терминах атомной физики, то есть в терминах действия и взаимодействия составляющих систему атомов углерода, азота, кислорода и т.д. И наконец, атомная физика, наиболее полно понимаемая в терминах квантовой механики, должна содержать разум в качестве основного компонента системы.

Таким образом, мы, шаг за шагом, описали эпистемологический круг — от разума назад к разуму. Результаты подобных рассуждений, вероятно, больше пригодятся восточным мистикам, чем нейрофизиологам и молекулярным биологам; и тем не менее, получившаяся петля — прямое следствие комбинации идей трех признанных авторитетов в соответствующих областях науки. Поскольку редко кому приходится работать одновременно более чем с одной парадигмой, данная проблема до сих пор привлекала мало внимания.

Если мы не согласны с этой эпистемологической кругообразностью, нам остаются две противостоящих области: физика, утверждающая, что она полна, поскольку описывает всю природу, и психология, считающая себя всеобъемлющей, поскольку она имеет дело с разумом, единственным источником нашего знания о мире. Однако оба эти взгляда не свободны от проблем, так что нам, может быть, не мешает вернуться к кругу и взглянуть на него с большей симпатией. Хотя он и лишает нас абсолютов, но, по крайней мере, он принимает во внимание проблему Тело-Разум и предоставляет основу, на которой могут контактировать индивидуальные дисциплины. Возможно, что этот круг представляет из себя наилучший подход к теоретической психологии.

Характерный для социобиологов редукционистский подход также не свободен от проблем, когда дело доходит до строго биологического уровня. Дело в том, что он включает предположение о постепенной эволюции от ранних млекопитающих до человека — а это в свою очередь предполагает, что разум — или сознание — не был внезапным скачком. Подобное предположение вряд ли оправдано, принимая во внимание многочисленные примеры дискретности в эволюции. Само происхождение вселенной, Большой Взрыв, — космический пример дискретности. Зарождение жизни, хотя и не было подобным катаклизмом, — еще один пример того же.

Кодирование информации в генетических молекулах внесло возможность серьезных нарушений равновесия в законах, управляющих вселенной. Например, перед приходом генетической жизни колебания температуры и шума были уравновешены, из чего следовали точные законы планетарного развития. Однако после этого единственное молекулярное событие на уровне термального шума могло привести к макроскопическим последствиям. Если этим событием оказывалась мутация в самовоспроизводящейся системе, оно могло изменить весь ход эволюции. Единичное молекулярное событие может убить кита, вызвав у него рак, или разрушить экосистему, произведя на свет сильнейший вирус, атакующий основные виды системы. Появление жизни не отменяет законы физики, но добавляет к ним новую особенность: глобальные последствия молекулярных событий. Это изменение в правилах делает историю эволюции неопределенной и, таким образом, представляет из себя яркий случай дискретности.