Глава 3. Социокультурные перспективы современной Чувашии

3.1. Квантовая природа сознания:

Утопия или научный прогноз?

Смысловой задачей образовательного пространства трансформирующейся России является формирование личности, способной к созиданию. Становление индивида происходит в ходе взаимодействия биогенных, психогенных и социогенных факторов. Процессы социализации, ведущие к формированию личности, представляют собой двуединый процесс образования и воспитания, рефлексию на современные реалии и структуризацию ответственного сознания. Следовательно, в этом контексте исследование природы сознания является самым актуальным и востребованным. Многие учёные – естествоиспытатели, медики, психологи пытаются разгадать тайну природы человеческого сознания. А философы ещё со времён античности занимаются этой проблемой. Философский подход к раскрытию природы сознания предполагает:

_ анализ категории сознания и близких ей по содержанию категорий;

_ исследование эволюции взглядов на сознание в рамках ведущих философских школ;

_ уяснение истоков, формирующих факторов и предпосылок сознания;

_ анализ сущности, структуры и функций сознания;

_ выявление методологического значения учения о сознании для современной медицинской науки и практики;

_ анализ проблемы единства языка и мышления;

_ моделирования функций мозга.

В Чувашской Республике изучаются психофизические проблемы как на стыке двух наук – психологии и физиологии, так и с позиции современных достижений философской мысли. Исследовательские труды профессора Э.З. Феизова, осуществлённые на протяжении десятилетий, вызывают научный и познавательный интерес своей актуальностью, эвристичностью и фундаментальностью.

В своей книге «Мозг, психика и физика» вопросы феномена сознания он рассматривает с позиции квантовой реальности и принципа дополнительности (дополнительности между рациональными и иррациональными аспектами действительности). Такой подход представляется ему более приспособленным для описания сознания, чем классические представления. Он считает, что полифункциональность психики обеспечивается различными видами движения материи, в том числе и квантовыми процессами. Физические эффекты причастны к психическим явлениям в контексте с нейродинамикой мозга.

В связи с этим попробуем установить прогностический вектор взаимодействия идеального и материального в образовательном пространстве. Образовательное пространство понимаем как динамическое векторное пространство, расширяющееся в процессе взаимодействия учебно-педагогических и воспитательно-мировоззренческих процессов субъектов образования на фоне эволюционных процессов всего мироздания, имеющее конечной целью гармонию ноосферического сознания и реалий человеческого бытия.

Известно, что мышление, сознание, исследуется учеными разных специальностей на протяжении всей истории цивилизации. Однако несмотря на огромные усилия и замечательные достижения (Нобелевские лауреаты F. Crick, G. Kandel), убедительных общепринятых моделей сознания предложено не было. Более того, высказываются сомнения, возможно ли вообще объяснение феномена сознания в рамках существующих естественнонаучных представлений (Э. Шредингер). В последние годы предпринимаются попытки описания феномена сознания с точки зрения квантовой теории (Р. Пенроуз) и др. Квантовая реальность и принцип дополнительности (дополнительности между рациональными и иррациональными аспектами действительности) представляются более приспособленными для описания сознания, чем классические представления. В книге профессора Э.З. Феизова «Мозг, психика и физика» вопросы феномена сознания рассматриваются именно с этих позиций

Он считает, что полифункциональность психики обеспечивается различными видами движения материи и квантовыми процессами. Физические эффекты причастны к психическим явлениям в контексте с нейродинамикой мозга.

Гипотеза о топографической природе живых наглядных образов не лишена физического основания. Нейродинамика, имея свои законы самоорганизации, представляет новое качество лишь как результат интеграции всех форм движения материи. Нейроны общаются друг с другом на «языке» электрических импульсов.

Информация не сводится к движению материи. Но многогранность, динамичность, системность информационных процессов мозга возможна лишь благодаря тому, что живой мозг воспроизводит в себе все известные формы движения, каждая из которых, субординируясь с другими, вносит свой особый вклад в процессы приема, хранения, переработки и выдачи информации.

Особое место квантовой механики в системе нейродинамики мозга автор объясняет близостью «загадочных» явлений человеческой психики в современной физической картине мира к феноменам «поведения» элементарных частиц и полей. Ввод физических процессов в механизм психических явлений не означает подмены одной реальности другой, редукции психического к физическому. Информационная природа психического не позволяет его свести ни к одному из мозговых процессов, какими бы они ни были сложными. Феизов под психикой подразумевает не просто мозговые процессы, а интеграцию этих процессов, результирующую воспроизведение особенностей внешнего стимула в упорядоченном множестве физиологических элементов. Сигнал и информация неотделимы друг от друга, но относятся к разным реальностям ⁷¹.

Применение квантово-механического подхода к исследованию психических явлений означает:

во-первых, нахождение аналогий между динамикой движения психических феноменов и динамикой квантовых эффектов. Например, чрезвычайно близки вероятностный характер сцепления событий в психике и квантово-механических явлениях;

во-вторых, аналогия имеет своим основанием идентичность механизмов отражения в буквальном смысле слова. Мы знаем, как информация в технике кодируется и передается с помощью электромагнитных волн, но не знаем, как эти волны обеспечивают презентацию психической информации: ведь квантовые эффекты, так же как и электрические, формируют информацию между молекулами и клетками именно как сугубо физические реалии. Объясняя несинаптический контакт нейронов в сети с помощью туннельного эффекта, мы не можем понять не только психику, тем более ее идеальность, но и нейрофизику мозга. Последняя складывается из субординации всех форм движения материи.

Связь информации с материальными ее носителями накладывает определенный отпечаток на общность их функционирования. Динамика движения информации есть феноменологическое проявление движения материальных носителей информации. Это же касается и механизмов квантовых эффектов.

За квантовой механикой числится особая заслуга – она приняла статус особого физического мировоззрения. А в контексте решения проблемы материального единства мира она вошла в науку в качестве крупномасштабного философского аргумента. Единство и целостность материального мира трудно себе представить без тех методологических выводов, которые вытекают из теоретических достижений квантовой механики. Кроме того, квантовая механика становится междисциплинарной наукой. Ее принципы дополнительности, неопределенности и относительности к средствам наблюдения, эффективно работают далеко за пределами физической науки.

Рассуждая о квантовых механизмах мозга, многие авторы имеют в виду, что динамические нейронные сети, выполняющие информационную функцию, должны содержать специфические структуры, наделенные свойствами твердого тела. Именно на базе этих структур, заключенных в нервных клетках, происходят многообразные ферментативные реакции с участием быстрых квантовых механизмов.

В настоящее время наметилась серьезная тенденция к использованию достижений квантовой механики, ее законов и феноменов для интерпретации природы сознания.

Человеческое сознание _ это одна из великих тайн, не раскрытых современной наукой. Миллионы людей тысячи лет пытались разрешить эту ускользающую проблему. Появились даже идеи о невозможности понять сознание: «Человеческое сознание никогда не сможет понять самое себя».

Наука о сознании идет тем же путем, что и физика. Сначала психологи, а затем и нейрофизиологи, использовали евклидову геометрию человеческого мозга _ наша голова размещена в евклидовом пространстве. Здесь уместно напомнить стандартные сведения об устройстве мозга. Конечно, мозг и сознание каким-то (до сих пор мистическим) образом связаны. Но эта связь очень сложна. Нужно, пожалуй, избегать таких заявлений, как «сознание порождается человеческим мозгом», «сознание находится в мозге».

Итак, в нескольких словах мозг как физико-химическая система, по существу, это гигантская электрическая сеть, состоящая из десятков миллиардов генераторов электрических импульсов. Эти генераторы называются нейронами. Каждый нейрон соединен с огромным количеством других нейронов, до 100 тысяч. И все нейроны непрерывно обмениваются электрическими импульсами. Так называемый нейронный код (способ кодирования информации в мозге), по-видимому, тесно связан с частотами работы нейронов. Нейроны и соединения между ними формируют некоторые конфигурации в этом пространстве (теория локализации психических функций в мозге). Существовало такое мнение, что, разбив мозг на множество участков и поняв, за что они отвечают, мы поймем феномен сознания. Считалось, что, так же как каждый орган в человеческом теле отвечает за определенную физическую функцию тела, каждая область мозга отвечает за определенную психическую функцию. Однако со временем возникло понимание того, что психические функции не сосредоточены в отдельных участках мозга. Психические функции и человеческое сознание нельзя описать с помощью евклидовой геометрии. Нужно использовать какие-то другие геометрии, чтобы склеить вместе различные участки мозга, производящие, например, чувство любви.

Естественно, при квантовом подходе к природе сознания возникает вопрос: не означает ли это подмену философии физикой? Для такого опасения нет основания. К сожалению, до сих пор имеет хождение старый предрассудок, что сознание, будучи сверхматериальной реальностью, не может быть объектом естественнонаучного исследования. Это опровергается триумфальным шествием нейрофизиологии, биофизики, молекулярной теории памяти на пути к разгадке связи сознания и мозга.

В первую очередь стыкуются друг с другом две частные науки: психология и квантовая механика. Взаимная экстраполяция выводов, вытекающих из этих наук, говорит о том, что они формируют не только узкоспециальные знания, но и методологию междисциплинарного значения. Интеграция, взаимопроникновение логико-теоретических ориентиров этих наук своеобразно резонируют и на философскую интерпретацию феноменов сознания.

До того как прийти к каким-либо философским выводам, необходимо показать конкретный вклад квантово-физического подхода к решению психофизических проблем.

Нейроотражение, называемое на психологическом языке субъективным образом, в первую очередь представляет собой интеграцию нейронов в компактную группу – ансамбль. Но внутренние механизмы интеграции этим не исчерпываются. Известно, что образ динамичен и одновременно стабилен. Такие парадоксальные особенности образа могут быть реализованы только совокупным участием физических и химических процессов.

Нейроотражение – подвижный функциональный орган мозга. Оно образуется на нестационарной динамике электромагнитных полей и стационарности молекулярных консолидаций. Молекулы памятного «следа», находясь друг от друга на значительном расстоянии, могут общаться друг с другом, испуская и поглощая фотоны электромагнитного поля.

Электрофизиологические и молекулярные процессы, происходящие на уровне нейронных сетей, не исчерпывают всего механизма развертки изображения в соответствующих центрах мозга. Многие жизненные процессы, лежащие в основе явлений сознания, протекают настолько быстро, что современные технические средства еще не в состоянии достаточно четко их регистрировать. Зарождается тенденция изучения механизмов мозга на субклеточном, т.е. молекулярном уровне, с одной стороны, и с другой, – на субмолекулярном, т.е. квантовом уровне.

Обсуждение квантовых механизмов мозга предпринято нами вовсе не для сведения психических явлений к физическим процессам. Информационные процессы не перестают быть такими и тогда, когда в качестве ингредиента материальных носителей их подключаются и такие сугубо физические явления, как электромагнитные процессы. Различие между информацией и сигналом неустранимо. Любая форма репрезентации объекта, какой бы она ни была сложной, представляет собой эффект интеграции материальных элементов. Но «эффект» отличен от элементов, его порождающих. Психическое отражение, вошедшее в контекст с интересами и потребностями личности, есть не что иное, как частный случай всеобщего свойства материи – инобытия одного объекта в другом. Отражение называется психическим вовсе не потому, что оно совершенно «бесплотно», духовно, а совершенно по другим причинам.

Есть ли атомы сознания? Атом – это нечто простое, неделимое. Можно ли говорить о том, что существуют некие элементарные атомы мысли, сознания, дальше которых оно не делится? Ответ может показаться парадоксальным: да, такие атомы сознания существуют, это – натуральные числа. Числа 1, 2, 3,… и являются атомами сознания (впрочем, истинно неделимыми являются простые числа). Здесь нужно иметь в виду, что понятие натурального числа является обманчиво простым. Нужно различать пять, скажем, конкретных предметов, и абстрактное понятие числа 5. Изучая свойства натуральных чисел, мы изучаем свойства атомов сознания. Можно говорить о классических атомах, можно и о квантовых.

Обращаясь к квантовой теории сознания, необходимо вспомнить слова Нильса Бора, предположившего, что некоторые квантово-механические представления, в частности принцип дополнительности, могут быть использованы в психологии. Почему недостаточно классических моделей сознания? Есть общий ответ – потому что современная физическая картина мира – квантовая. Нам нужно объяснить, каким образом сознание вписывается в эту картину мира. Есть и более конкретные причины, почему было бы интересно развить квантовую теорию сознания. Квантовые представления позволяют подойти к ответу на вопросы: где находится сознание? как объяснить существование свободы воли? единство сознания? доминантность одной мысли (чувства) над другими или несовместимость с другими?

Интересно сравнить некоммутирующие наблюдаемые в квантовой теории. Описываются ли несовместные мысли некоммутирующими операторами в квантовой теории сознания?

В чём различие классической и квантовой логики? Имеются классические логические элементы: и, или, нет. В квантовой логике имеются дополнительные возможности, например корень квадратный из нет. Они реализуются с помощью унитарных матриц. Это одна из причин, почему квантовый компьютер будет существенно мощнее классического.

Другая причина _ квантовый параллелизм. Квантовый параллелизм _ принцип, лежащий в основе работы квантовых компьютеров и позволяющий им потенциально превзойти в производительности классические компьютеры. В основе квантового параллелизма лежит использование при вычислениях суперпозиций базовых состояний, что позволяет одновременно производить большое количество вычислений с различными исходными данными.

Где находится сознание? Где находится электрон? Согласно квантовой механике электрон не имеет траектории, его местоположение возникает в момент наблюдения, т.е. взаимодействия с наблюдателем. Поэтому, если мы примем квантовый подход к сознанию, то можно сказать, что сознание не имеет локализации в пространстве. Локализация возникает в момент «наблюдения», т.е. взаимодействия сознания с мозгом. Эти соображения, по видимому, можно связать с принципом психофизического параллелизма фон Неймана. В статье «Квантовая теория сознания? – За и против» И.В. Волович изложил очень интересные идеи о человеческом сознании как индивидуальном квантовом явлении ⁷². Это новая идея, хотя идея о сознании как квантовом компьютере, интенсивно обсуждаемая в последние 5 лет, очень близка к ней.

Одна из причин, по которой квантовое явление пытаются ассоциировать с сознательным – это загадочность и того, и другого. Даже через 100 лет после создания квантовой механики мы ее не слишком-то понимаем. Как говорил Фейнман: «Никто не понимает квантовую механику!». Есть математический аппарат, который позволяет производить важнейшие физические расчеты. Действительно, опыт интерференции частиц на двух отверстиях очень трудно понять на интуитивном уровне. Что лежит за этим – сплошная мистика. Точно так же обстоит дело с сознанием. Так возникла мысль: а не связать ли их вместе?

Но есть вопрос по существу: все квантовые процессы протекают в микромире, там другая шкала расстояний, времен, температур. А сознание реализуется на уровне молекул, нейронов. Как перепрыгнуть этот гигантский провал между двумя мирами? Этот вопрос обсуждался нашими участниками с одним из создателей гравитационной модели квантового сознания Роджером Пенроузом, но ответ не был получен. Однако И. Волович отвечает на него следующим образом: существуют макроскопические квантовые явления, это хорошо всем известные сверхтекучесть и сверхпроводимость. Хотя точка зрения И. Воловича на проблему сознания отличается от подхода Р. Пенроуза. Ему представляется, что сознание – это индивидуальное квантовое явление.

Квантовая механика не только не умеет описывать индивидуальные квантовые эффекты, но многие отцы-основатели квантовой механики считали, что это и в принципе невозможно. Однако индивидуальные квантовые явления, очевидно, существуют. В каждом конкретном эксперименте мы имеем дело прежде всего с индивидуальными квантовыми явлениями, например на фотопластинках. Однако квантовая вероятность – это не колмогоровская вероятность, в ней отсутствует классическое вероятностное пространство. Для того чтобы глубоко понять работу сознания, нужно разработать теорию индивидуальных квантовых явлений. И.Волович предпринял попытку подхода к этим вопросам на основе теории так называемых мотивов французского математика Гротендика. Этальные когомологии ближе квантовой реальности, чем традиционные канторовские теоретико-множественный представления.

Квантовый подход к сознанию, в частности, помогает понять проблему свободы воли. Хотя и трудно поверить в свободу воли, в индетерминизм мыслительных и психологических процессов, тем более оставаясь учеником Зигмунда Фрейда. Все в нашем ментальном мире предопределено, если я сделал то или это, ушел от жены или опять к ней вернулся, то это отнюдь не в силу квантового индетерминизма. Все мое психологическое поведение вполне определено моими явными и подсознательными желаниями и инстинктами.

Фрейд в своем психоанализе неявно пользовался представлениями классического физического детерминизма. Это казалось самоочевидным до создания квантовой механики, так же как казались самоочевидными представления классической логики, о которых говорилось выше. Однако квантовый индетерминизм оставляет будущее открытым, снимает классическую предопределенность. В квантовой картине мира остается пространство для свободы воли.

В последние годы в ведущих мировых научных центрах и в крупных компаниях ведутся активные исследования проблемы создания квантовых компьютеров. Уже построены опытные образцы. Квантовые компьютеры обещают решительный прогресс в решении многих научных и технологических проблем. Принцип работы квантовых компьютеров радикально отличается от классических компьютеров, он использует квантовую механику и квантовую логику.

Общие рассуждения о квантовой природе мышления хочется завершить словами Нильса Бора: «Глубокая истина – это такая истина, что её отрицание тоже является глубокой истиной!» Этим я хотел подчеркнуть ближайшие возможности постижения феномена сознания и перспективы формирования той или иной личности с заданными свойствами, запрограммированными параметрами и необходимым качеством. Вопрос в том, чья это будет компетенция?