Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии - Майкл Газзанига

Разумеется, многие детерминисты уже горят желанием напомнить, что с точки зрения их учения цепь причин — это цепь событий, а не частиц, так что она никогда не доходит до атомов. Наоборот, она восходит к Большому взрыву. В аристотелевских терминах такая цепь — последовательность скорее движущих причин, нежели материальных.

Эмерджентность

Я самоуверенно указываю своему зятю, что пол не действует на атомы мяча. К сожалению, он много читает и обладает крайне пытливым умом. Он отвечает, что только кажется, будто законы Ньютона не работают на уровне атомов, — это одна из проблем, на которую наткнулись физики со своими первоклассными измерительными приборами. “Мы с тобой имеем дело не с атомами, а с мячами. Ты говоришь об ином уровне организации, который в данном случае неприменим”. Умник заводит разговор об эмерджентности. Эмерджентность — это когда сложные системы на микроуровне, далекие от равновесия (соответственно, допускающие усиление малых событий до макрособытий), самоорганизуются (проявляют созидательное, генерируемое самой системой поведение, направленное на адаптацию) в новые структуры с новыми свойствами, ранее не существовавшие, и формируют новый макроуровень организации16. Существуют две точки зрения на эмерджентность. При слабой эмерджентности новые свойства возникают в результате взаимодействий на элементарном уровне, а эмерджентное свойство сводимо к его отдельным компонентам, то есть можно вычислить шаги, ведущие от одного уровня до другого, так что это детерминистский взгляд. Тогда как при сильной эмерджентности новые свойства не поддаются упрощению, они больше суммы своих частей, а из-за усиления малых событий законы нельзя предсказать с помощью соответствующей фундаментальной теории или на основании законов иного уровня организации. Вот на что наткнулись физики, и им (с их левополушарными интерпретаторами) не очень понравилось необъяснимое понятие, однако многие начали признавать, что таково истинное положение вещей. Тем не менее Пригожина кое-что обрадовало: он мог толковать ось времени как эмерджентное свойство, которое проявляется на высшем уровне организации — макроуровне. Время имеет смысл на макроуровне, что явствует из биологических систем. Концепция эмерджентности просто-напросто неприложима к физике. Она приложима ко всем организованным системам: города складываются из кирпичей, а битломания из чего? Назвать какое-то свойство эмерджентным не значит объяснить, что оно такое или как возникло, это просто ставит его на подобающий уровень, чтобы адекватнее описать, что происходит.

Вы, возможно, не знаете, но авторы не обладают полной властью над названиями своих книг, окончательный выбор остается (необъяснимым образом?) за издательством. Я хотел назвать мою последнюю книгу “Фазовый переход”. Фазовый переход, например, воды в лед, это изменение организации вещества на молекулярном уровне, в результате которого появляются другие свойства. Мне нравилась эта аналогия: разница между мозгом человека и мозгом других животных возникла в результате изменения нейрональной организации, породившего другие свойства. Издатель не впечатлился и назвал книгу “Человек”. Что стало очевидным большинству физиков (и, несомненно, моему зятю), так это то, что на разных структурных уровнях существуют разные типы организации с абсолютно разными видами взаимодействий, подчиняющихся разным законам, и один уровень организации возникает из другого, но не предсказуемым образом. Это справедливо даже для чего-то настолько обычного, как превращение воды в лед, как показал физик Роберт Лафлин: уже обнаружено одиннадцать различных кристаллических фаз воды, но ни одна из них не была предсказана теоретически17!

Мячи в моей гостиной состоят из атомов, поведение которых описывается квантовой механикой, но, когда эти микроскопические атомы собираются и создают макроскопические мячи, возникает новое поведение, которое Ньютон наблюдал и охарактеризовал. Оказывается, его законы не фундаментальны, а эмерджентны. Вот что происходит, когда квантовые сущности объединяются в макроскопические предметы. Это коллективный организационный феномен. Дело в том, что нельзя предсказать законы Ньютона, изучая поведение атомов, и наоборот. Рождаются новые свойства, которыми исходные элементы не обладали. Это определенно ставит палки в колеса сторонникам редукционизма, а также детерминизма. Если помните, следствие детерминизма заключалось в том, что каждое событие, действие и так далее предопределено и может быть предсказано заранее (если известны все параметры). Но даже по известным параметрам атомов никак нельзя предсказать ньютоновские законы для тел. Как невозможно предсказать, какая кристаллическая структура возникнет при замерзании воды в разных условиях.

Таким образом, отчасти из-за теории хаоса, а, пожалуй, даже больше из-за квантовой механики и эмерджентности физики сбегают от детерминизма через черный ход с поджатыми хвостами. В 1961 году на лекции первокурсникам Калифорнийского технологического института Ричард Фейнман открыто заявил: “Да! Физика сдалась. Мы не умеем предсказывать, что произойдет при данных условиях. Мало того, мы уверены, что это невозможно; единственное, что можно предсказать, — это вероятность тех или иных событий. Нужно признать, что мы сильно изменили наши прежние идеалы понимания природы. Возможно, это шаг назад, но пока никто не нашел способа избежать его. Так что в настоящее время мы должны удовлетвориться расчетом вероятностей. Мы говорим ‘в настоящее время’, но очень сильно подозреваем, что останемся в таком положении навсегда — что невозможно разрешить эту загадку — что такова природа на самом деле”18.

Главный вопрос, витающий над явлением эмерджентности: временна ли эта самая непредсказуемость или нет. То, что мы этого еще не знаем, необязательно означает, что это в принципе непознаваемо. Альберт Эйнштейн думал, что мы считаем события случайными просто по неведению какого-то основного свойства, тогда как Нильс Бор верил, что вероятностные законы непреложны и не поддаются упрощению. Как считает Джеффри Голдстейн, профессор Университета Адельфи, изучающий поведение сложных систем, в некоторых случаях, которые вроде объяснили, проблема заключалась не в эмерджентности — скорее используемый пример не был на самом деле примером эмерджентности. Что же касается странного аттрактора[24], “математические теоремы подтверждают незыблемую непредсказуемость этого конкретного случая эмерджентности”. Однако, как утверждает Марио Бунге, философ и физик из Университета Макгилла, “объясненная эмерджентность — все еще эмерджентность”19. Даже если один уровень может быть в конечном счете выведен из другого, “обходиться совсем без классических представлений — полнейшая фантазия, поскольку классические свойства, в частности форма, вязкость и температура, настолько же реальны, как квантовые, например спин или несепарабельность. Короче говоря, различие между квантовым уровнем и классическим объективно, это не вопрос способа описания и анализа”.

Тем не менее в области нейронаук все еще господствует жесткий детерминизм. Закоренелым приверженцам этого учения трудно принять то, что существует более одного уровня организации, и признать возможность появления радикального новшества, которое сопровождает возникновение более высокого уровня. А почему? Потому что огромный массив данных свидетельствует об автоматической работе мозга и о том, что наш сознательный опыт есть переживание задним числом уже завершившегося. Здесь уместно снова вспомнить, зачем нужен головной мозг. Нейробиологи не имеют обыкновения много об этом размышлять, но мозг — устройство для принятия решений. Он собирает информацию от всевозможных источников, чтобы ежемоментно принимать решения. Информация собирается, обрабатывается, принимается решение, и лишь затем у вас появляется ощущение сознательного опыта. Вы можете поставить небольшой эксперимент на самих себе, показывающий, что осознание возникает постфактум. Дотроньтесь пальцем до своего носа — вы почувствуете касание и носом, и пальцем одновременно. Однако длина нейрона, передающего ощущение от носа в зону обработки в мозге, составляет всего около 7,5 сантиметра, тогда как длина нейрона, проводящего импульсы от руки, примерно метр, а нервные импульсы распространяются с одной и той же скоростью. Два сигнала достигают мозга с разницей во времени несколько сотен (250-500) миллисекунд, но вы не осознаете этого сдвига. Информация от органов чувств собирается и обрабатывается, принимается решение о том, что двух частей тела коснулись одновременно (несмотря на то, что мозг получил соответствующие импульсы не одновременно), и только после этого у вас появляется ощущение сознательного опыта. Осознание требует времени, поэтому оно приходит после того, как работа сделана.