Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем - Николелис Мигель

Рис. 3.2. Схема процесса превращения информации Шеннона в информацию Гёделя, возникновения ментальных абстракций и создания человеческой вселенной в результате наших попыток описания космоса (рисунок Кустодио Роса).

Один из наиболее интересных мне феноменов человеческого мозга – эффект фантомной конечности – может еще лучше показать различия между информацией по Шеннону и по Гёделю, поскольку наглядно иллюстрирует особенности восприятия человеческим мозгом потенциально конфликтующих или двусмысленных сообщений в отличие от цифрового компьютера. Представьте себе человека, который после ампутации правой ноги лежит на больничной койке и не видит своих ног, поскольку его тело полностью укрыто простыней. К нему подходит хирург, ампутировавший ногу, и сообщает, что, к сожалению, пару часов назад ногу пришлось ампутировать из-за развития гангрены. Хотя пациент теперь знает правду, он чувствует глубокое противоречие, поскольку до сих пор ощущает правую ногу под простыней как результат эффекта фантомной конечности – хорошо известного феномена, проявляющегося почти у 90 % пациентов после ампутации. Во всех этих случаях на протяжении еще долгого времени после ампутации (спустя месяцы и даже годы) пациенты сообщают о совершенно отчетливых и различимых тактильных ощущениях, включая боль и даже движения ампутированной конечности.

Поскольку наш гипотетический пациент все еще живо ощущает присутствие под простыней ампутированной ноги, он настаивает, что конечность не была ампутирована. Это, должно быть, какая-то ошибка или, хуже того, мошенничество, за которое вообще засудить надо! Сбитый с толку такой агрессией хирург начинает раздражаться и бестактно демонстрирует пациенту отрезанную ногу, чтобы убедить его в том, что ампутация имела место. И даже тогда, видя и узнавая свою ампутированную конечность, пациент продолжает чувствовать ногу и описывает врачу ощущение все еще связанной с телом ноги. Он даже чувствует движение ступни во время их разговора, хотя ампутированная нога в руках хирурга не шевелится.

Эта печальная сцена показывает, что человеческий мозг способен справляться с ситуациями, в которых реальность (отсутствие ноги) и ощущение (отчетливое восприятие ее присутствия) противоречат друг другу и сосуществуют в одном и том же мозге. Цифровой компьютер не смог бы справиться с такой неоднозначностью. Он бы завис, поскольку цифровая логика не может преодолеть «двойственность» такой ситуации. Для цифрового компьютера, использующего информацию Шеннона, нога либо присоединена (0) к телу пациента, либо ампутирована (1). И переходного состояния не существует. Но в человеческом мозге, обрабатывающем информацию Гёделя, эти состояния сосуществуют и обрабатываются таким образом, что пациент может ощущать и описывать зуд в уже не существующей ноге.

Как мы увидим далее, классические модели функционирования мозга вроде той, что была предложена Дэвидом Хьюбелом и Торстеном Визелем в 1960-х годах, не могут учитывать эффект фантомной конечности, поскольку в целом основаны на концепции информации Шеннона. Мы с Рональдом считаем, что эффект фантомной конечности можно интерпретировать через аналогию с первой теоремой Курта Гёделя о неполноте. Вот почему мы использовали имя Гёделя для обозначения нового типа физически встроенной информации: именно этот тип информации позволяет учитывать такие свойства, как интуиция – уникальное человеческое качество, которое, согласно Гёделю, требуется (в большей степени, чем синтаксический формализм) для решения математических загадок.

Примеры с медовым месяцем и фантомной конечностью иллюстрируют еще одно принципиальное различие между информацией Шеннона и Гёделя: в то время как информация Шеннона в основном имеет отношение к синтаксису сообщения, информация Гёделя отражает нашу способность придавать смысл внешним событиям и предметам и выражать семантику и даже двусмысленность получаемых и передаваемых сообщений.

В отличие от информации Шеннона, которую можно выразить вне зависимости от передающей ее среды (электрических проводов, нервов или радиоволн), информация Гёделя демонстрирует в организме причинную эффективность, только будучи физически встроенной в органическое вещество. Вспомните о годовых кольцах нашего любимого дерева: эти нарастающие отложения древесины являются результатом непрерывного процесса диссипации энергии, который приводит к ежегодному образованию нового кольца и встраиванию в ткани растения гёделевской информации о засухах, солнечных пятнах или обилии осадков. Невозможно отделить этот тип гёделевской информации от органической матрицы, описывающей историю жизни дерева. Иными словами, при нашем определении гёделевской информации имеет значение среда, в которую она встроена. Опять-таки, хотя заключенная в древесных кольцах информация недоступна для самого дерева, у животных с головным мозгом эта информация может считываться очень быстро и эффективно.

Причинную эффективность гёделевской информации можно проиллюстрировать на хорошо известном примере – на эффекте плацебо. Прекрасно знакомый врачам эффект плацебо заключается в том, что у значительной доли пациентов наблюдаются выраженные клинические улучшения при приеме полностью инертного вещества (вроде таблетки из муки), которое их врач называет «новым лекарственным средством». Иными словами, если врач, которому пациенты доверяют, говорит, что эти таблетки точно помогут, многие пациенты ожидают положительного эффекта лечения. И действительно, у значительной доли таких пациентов отмечаются некоторые клинические улучшения. Интересно, что назначение плацебо в такой форме, которая большинству людей сама по себе кажется эффективной, дает еще лучшие результаты. По некоторым данным, плацебо, прописанное в форме крупных и ярко окрашенных (например, красных) капсул, дает в среднем максимальный эффект. Эти результаты свидетельствуют о том, что культурные представления о медицине играют здесь важную роль и являются движущим фактором эффекта плацебо.

В нашем контексте эффект плацебо можно объяснить прямым воздействием сообщения врача, предложившего пациенту новое лечение, на нервную ткань. Хотя изначально это сообщение передается в виде облеченной в слова шенноновской информации, в головном мозге пациента эта информация соотносится с его собственными внутренними ожиданиями и представлениями и сохраняется в виде гёделевской информации. Подкрепляя исходную веру пациента в лекарство или метод лечения, сигнал плацебо действует непосредственно на нейроны, запуская процесс выброса нейромедиаторов и гормонов и приводя к электрическому возбуждению нейронов, которое, например, усиливает иммунную систему пациента – и это лишь одна из гипотез, объясняющих эффект плацебо. По нашему мнению, такая нейроиммунологическая связь объясняется причинной эффективностью гёделевской информации в отношении нервной ткани.

Эффект плацебо подкрепляет наше предположение о том, что, в то время как информация Шеннона выражается в виде жестких синтаксических правил с помощью целых чисел, битов и байтов, информация Гёделя, которая генерируется и хранится интегральной системой (мозгом), отражает богатый аналоговый диапазон причинно-следственных связей и семантических конструкций, усиливающих смысл и доходчивость человеческой речи; и это основной метод взаимодействия человека с собственными мыслями, эмоциями, чувствами, ожиданиями и глубокими убеждениями.

Еще одна важная особенность гёделевской информации заключается в том, что ее количество и сложность различны в разных организмах. Это означает, что в отличие от информации Шеннона, которая увеличивается с повышением энтропии системы, гёделевская информация наращивает сложность как раз при снижении энтропии, происходящем в далеких от равновесия термодинамических островках, которые мы называем живыми системами. Таким образом, информация Шеннона определяется степенью неопределенности и неожиданности в проводящем канале, а информация Гёделя увеличивается с повышением уровня сложности биологической структуры или функции, адаптационной способности организма, его стабильности и выживаемости, которые выражаются в усилении способности противостоять распаду. Чем сложнее организм, тем больше в нем накапливается гёделевской информации. Таким образом, в соответствии с нашей теорией, путем рассредоточения энергии для записи гёделевской информации организмы пытаются максимально продлить свое существование за счет усиленного накопления солнечной энергии и в конечном итоге воспроизведения самих себя путем передачи ДНК следующим поколениям.