Возражения убежденного редукциониста

Стивен Хокинг:

Я хочу сразу предупредить читателя, что являюсь убежденным (можно даже сказать твердолобым) редукционистом. Я верю, что законы биологии можно свести к законам химии (одним из доказательств этого может служить установление структуры ДНК) и, более того, что химические законы могут быть сведены к физическим. Думаю, что большинство химиков согласятся со мной.

Мы с Роджером Пенроузом много лет занимались изучением крупномасштабных пространственно-временных структур, включая сингулярности и черные дыры. У нас почти никогда не возникало разногласий по поводу классической общей теории относительности, однако мы часто спорили по проблемам квантовой гравитации, а сейчас совершенно по -разному думаем о природе, физике и человеческом сознании. Пенроуз является убежденным платоником и верит, что существует лишь мир идей, который и описывает одну-единственную физическую реальность. Я же отношу себя к позитивистам и уверен, что физические теории являются всего лишь создаваемыми нами математическими моделями, вследствие чего вообще не имеет смысла говорить о соответствии теории и реальности. Теории следует оценивать лишь по их способности предсказывать наблюдаемые явления.

Из-за указанной разницы в принципиальных подходах я совершенно не согласен с тремя основными положениями книги Пенроуза (гл. 1—3). Первым является его предположение, что квантовая гравитация приводит к явлению, которое он обозначает аббревиатурой OR (речь идет об объективной редукции, или коллапсе, волновой функции). Второе принципиальное утверждение, с которым я не могу согласиться, заключается в том, что Пенроуз считает этот процесс важным для объяснения работы мозга и связывает его с эффектом когерентности потоков в микротрубках. И наконец, в -третьих, я не согласен с тем, что для объяснения самосознания нам требуется (якобы из-за теоремы Гѐделя) некая теория типа OR.

Я начну с наиболее знакомой мне темы, а именно с квантовой гравитации. Объективная редукция волновой функции по Пенроузу представляет собой некую форму декогеренции, которая может возникать из-за взаимодействия с окружением или из-за флуктуаций топологии пространства-времени. Однако Пенроуз, кажется, не желает замечать эти механизмы, а предпочитает говорить о «легкой ряби» пространства-времени, связанной с массой мелких объектов. А ведь такая «рябь» (в соответствии с существующими теориями), казалось бы, не должна была препятствовать самой обычной гамильтоновой эволюции, не требующей никакой декогеренции или объективной редукции волновых функций. Возможно, что общепринятые идеи неверны, но самому Пенроузу тоже не удалось разработать достаточно четкую теорию, позволяющую вычислять, когда должна происходить объективная редукция.

Предлагаемая Пенроузом объективная редукция, казалось бы, должна была, наконец, извлечь несчастного шредингеровского кота из полуживого-полудохлого состояния (в нашу эпоху всеобщей любви к природе давно пора перестать мучить бедное животное даже в мысленных экспериментах). Однако Пенроуз считает, что эффект объективной редукции столь мал, что его нельзя в эксперименте отделить от декогеренции, вызванной взаимодействием с окружением. Если дело обстоит действительно так, то для объяснения парадокса достаточно декогеренции окружения, и нет никакой необходимости привлекать для объяснения квантовую гравитацию. До тех пор, пока эффектобъективной редукции не будет достаточно сильным для экспериментальной регистрации, он не может играть роли, которую пытается приписать ему Пенроуз.

Второе утверждение Пенроуза заключается в том, что объективная редукция играет важную роль в работе мозга, воздействуя на когерентность потоков через микротрубки. Я не являюсь специалистом в этой области, однако предлагаемый механизм кажется мне весьма маловероятным, даже если объективная редукция волновой функции действительно происходит (во что я тоже не верю). Я не могу представить себе мозг, содержащий настолько изолированные системы, что объективная редукция в них может быть отделенаот декогеренции окружения, поскольку такие изолированные системы не смогли бы обеспечить требуемую скорость мыслительных процессов.

Далее, Пенроуз полагает, что необходимость введения объективной редукции связана с тем, что из теоремы Гѐделя вытекает невычислительный характер работы мозга вообще и сознания в частности. Иными словами, он просто верит, что сознаниеспецифически присуще лишь живым существам и не может моделироваться на компьютере в принципе. Однако при этом ему не удается ясно связать объективную редукцию с сознанием, так что при чтении иногда возникает ощущение, что сознание и объективная редукция объединяются им лишь по общему признаку какой-то «таинственности» (и то и другое — тайна, следовательно, они должны быть как-то связаны).

Лично мне трудно обсуждать с другими людьми (а особенно с физиками -теоретиками) проблемы сознания, поскольку оно всегда представлялось мне понятием, которое невозможно оценить «снаружи». Говоря очень упрощенно, если передо мной вдруг появится космический пришелец, пресловутый «зеленый человечек», то я не думаю, что смогу из разговора с ним четко выяснить, является ли он роботом или мыслящим существом, обладающим самосознанием. Поэтому я всегда предпочитаю говорить об интеллекте, что является измеримой характеристикой. У меня нет оснований считать, что компьютер не может моделировать интеллектуальную деятельность, хотя, разумеется, сегодня он не способен моделировать ее полностью (что Пенроуз и продемонстрировал на примере решения шахматных задач). Однако далее он сам признает, что не существует четкой границы между интеллектом человека и животных, что позволяет нам в принципе говорить даже об интеллекте червяка.

Надеюсь, что никто не сомневается в возможности моделирования мозга червяка на мощном современном компьютере. Доводы, основанные на теореме Гѐделя, на мой взгляд, в данном случае совершенно неприменимы, поскольку черви не размышляют о природе П1-утверждений. Считается, что эволюция от мозга червя до мозга человека произошла за счет естественного отбора по теории Дарвина, причем признаками, способствовавшими выживанию, выступали способность размножаться и избегатьвраждебного воздействия, а вовсе не математические способности. Теорема Гѐделя в этой схеме вновь оказывается ненужной и бесполезной. Просто развитие «сообразительности» или интеллекта, необходимого для выживания, попутно позволяет человеку создавать и доказывать сложные математические построения.

Но любые рассуждения относительно этого являются слишком сложными, неопределенными и даже обманчивыми. Пока еще в нашем распоряжении нет сколько-нибудь «здравых» идей относительно проблем сознания. Я очень кратко изложил причины моего несогласия с тремя основными утверждениями Пенроуза (существует объективная редукция волновых функций, она играет некую роль в работе мозга, она необходима для объяснения сознания), и пусть теперь он ответит на мои возражения.

Ответ Роджера Пенроуза:

Из того, что Стивен начал комментарий заявлением о своей твердой позитивистской позиции, можно было ожидать, что и для него современная физика выглядит «лоскутным одеялом» теорий. Однако сразу после этого, говоря о собственном отношении к квантовой гравитации, он принимает в качестве непреложных истин общепринятые принципы (U) квантовой механики. Я искренне не понимаю, почему Хокингу настолько неприятно предположение о том, что унитарная эволюция может быть приближением какой-то более общей теории (аналогично тому, как сверхточная гравитационная теория Ньютона оказалась приближением теории Эйнштейна). Меня лично такая возможность только радует. Однако следует сразу отметить, что сказанное почти не имеет отношения к позитивизму или идеям Платона.

Я не согласен с тем, что декогеренция окружения может нарушить суперпозицию состояний шредингеровского кота. По моему мнению, декогеренция окружения заключается в том, что когда запутанность состояний окружения и кота (или любой другой рассматриваемой квантовой системы) становится слишком сложной, выбор конкретной схемы объективной редукции не имеет практического значения. Однако без выбора какой-нибудь схемы редукции (хотя бы наиболее распространенной, «для всех практических целей») суперпозиция состояний кота будет сохраняться. Возможно, Хокинга (в соответствии с декларируемым позитивизмом) просто не беспокоят вопросы унитарности состояния кота, и он предпочитает описывать «реальность» матрицей плотности, однако такой подход не способствует решению проблемы, поскольку (как было показано в гл. 2) описание посредством матрицы плотности не содержит ничего, позволяющего однозначно определить, что кот жив или мертв, а не находится в суперпозиции этих состояний.

Хокинг совершенно корректно прокомментировал мое пред-положение, что объективная редукция (OR) представляет собой квантовый гравитационный эффект, и отметил, что «в соответствии с существующими физическими теориями (пространственно-временная) рябь не должна нарушать гамильтоновой эволюции», однако проблема заключается в том, что даже без какого-либо OR-процесса разделение различных пространственно-временных компонент может постепенно увеличиваться (как это и имеет место в эксперименте с котом), в результате чего возрастают и расхождения с опытом. Я еще раз подтверждаю свое мнение, что на этой стадии неверны все существующие теории, и считаю, что предлагаемые мною идеи (хотя, конечно, они очень далеки от завершенности) позволят в будущем хотя бы выработать критерии, пригодные для принципиальной экспериментальной проверки.

Я соглашусь с мнением Хокинга, что сходство описываемых процессов с реальной мозговой деятельностью не является «сколько-нибудь убедительным доводом». Однако, на мой взгляд, это лишь дополнительно доказывает, что очень многие процессы, происходящие в мозгу при мышлении, остаются весьма таинственными, странными и лежащими вне рамок и привычных нам понятий современной физической картины мира (в этом со мной солидарен и Абнер Шимони). Разумеется, я сам понимаю слабость и шаткость таких «отрицательных» аргументов и считаю, что для понимания реальных процессов сознания нам предстоит намного глубже и серьезнее исследовать нейрофизиологию и другие биологические характеристики мозга.

И наконец, я должен сказать несколько слов об использовании аргументов Гѐделя. Основной момент дискуссии связан с существованием чего-то, что может быть измерено извне (т. е., как я уже говорил, речь идет о различиях типа А/С и В/С, а не о различии типа А/В, которое является внешне неизмеримым). Я повторю свою точку зрения на процесс естественного отбора, которая сводится к тому, что естественный отбор не включает в себя учет специфических способностей к математическому творчеству (в противном случае мы были бы обречены на вечное заключение в «смирительную рубашку» гѐделевских рассуждений), а отмечает лишь нашу общую способность к пониманию (что в качестве случайного следствия включает в себя и способность к математическим операциям). Эта способность обязательно должна быть неалгоритмической (доводы Гѐделя) и может быть использована (помимо математики) для других, самых разных целей. Я не могу с уверенностью говорить о всех живых существах (например, о червях), однако убежден, что слоны, собаки, белки и многие другие животные в значительной степени обладают зачатками этой способности.

Отрывок из книги "Большое, малое и человеческий разум"