Войти в систему
Войти с помощью соц. сетей:
10
В предыдущей главе говорилось о нескольких действительно странных вещах, которые вносят в устройство Вселенной основной индетерминизм. И буквально сразу же, как эти новости стали достоянием общественности, те, кто верит в свободу воли, принялись громоздить на фундамент квантовой механики всякую мистическую околесицу. Расплодились приверженцы квантовой метафизики, квантовой философии, квантовой психологии. Существует квантовая теология и квантовый христианский реализм; в одном из трактатов, написанных в этом ключе, к квантовой механике обращаются как к доказательству, что человека невозможно свести к предсказуемому механизму, и это делает каждого из нас уникальным, что, в свою очередь, согласуется с библейским утверждением, будто Господь любит всех по-разному. Для тех же, кто заявляет: «Я не верю в институциональную религию, но я глубоко духовный человек», есть квантовая духовность и квантовый мистицизм. А есть еще такой предприниматель из поколения нью-эйдж, Дипак Чопра, который в своей книге 1989 г. «Квантовое исцеление» (Quantum Healing) излагает перспективы квантового излечения рака, омоложения и даже, прости господи, бессмертия. Существует квантовый активизм, который, как заявляет один из физиков нью-эйдж на своих семинарах, «есть идея изменения себя и общества в соответствии с принципами квантовой физики». Есть «квантовое познание», «спин-опосредованное сознание», «квантовая нейрофизика» и — не шучу — «туманностная система координат» осцилляций и квантовой динамики, объясняющая, как наш мозг осуществляет свободный выбор. И — раздел, который бесит меня сильнее прочих, — квантовая психотерапия: одна из работ в этой области предполагает, что причины клинической депрессии — в квантовых аномалиях жирных кислот, обнаруживающихся в мембранах тромбоцитов; так что, если вас изо дня в день снедает удушающая тоска, воспряньте духом — есть люди, готовые вам помочь. В том же журнале опубликована статья, призванная улучшить результаты лечения больных шизофренией. Она называется «Квантовая логика бессознательного и шизофрения» (слово «квантовый» составляет 9,6% текста аннотации к статье). Не стану отрицать, я не большой поклонник проходимцев, распространяющих подобную чушь там, где дело касается страдающих людей.
Во всей этой галиматье тем не менее можно выделить ряд устойчивых сюжетов. Пользуется популярностью следующее представление: если частицы бывают запутанными и умеют моментально связываться друг с другом, значит, все сущее едино и это единство объединяет все живое, включая людей (кроме тех, конечно, кто мучает слонов и дельфинов). Странные временные скачки, связанные с запутыванием, превращаются в идею, что в вашем прошлом нет такого печального события, которое теоретически нельзя было бы исправить, вернувшись назад во времени. Есть мнение, что если вы якобы можете заставить квантовую волну схлопнуться, просто взглянув на нее, то вы и нирваны можете достичь — ну, или с ноги открыть дверь в кабинет босса и получить повышение. Согласно тому же физику из поколения нью-эйдж, «окружающий нас материальный мир не что иное, как вероятностные движения сознания. Миг за мигом я выбираю свой опыт». Нередко можно встретить и такой мотив: что бы там ни обнаружила квантовая физика со всеми своими высокотехнологичными устройствами, она всего лишь подтверждает то, что давно было известно древним; сплошные позы лотоса, уходящие в глубину веков. А злодеи-материалисты со своей «классической физикой» только портят все веселье — «эти элитисты, которые навязывают людям смысловой опыт». Весь этот безграничный потенциал — один большой праздничный салют в честь известнейшей целительницы нью-эйдж Мэри Поппинс.
Некоторые проблемы здесь очевидны. Эти работы, которые обычно не читаются и не проверяются нейробиологами, публикуются в журналах, не индексируемых в качестве научных (например, в журнале NeuroQuantology), а статьи пишутся людьми, не получившими образования, которое позволило бы им понять, как устроен мозг.
Но время от времени, критикуя подобное направление мысли, приходится наткнуться и на кого-нибудь, кому прекрасно известно, как работает мозг, что подводит нас к непростому случаю австралийского нейрофизиолога Джона Экклса. Экклс был не просто хорошим — и даже выдающимся — ученым. Он был сэр Джон, нобелевский лауреат, который в 1950-х гг. проложил путь к пониманию принципа работы синапсов. Тридцать лет спустя, в книге «Как личность контролирует мозг» (How the Self Controls Its Brain, Springer-Verlag, 1994), Экклс выдвинул предположение, что «разум» испускает «психоны» (то есть фундаментальные единицы сознания, термин, который до того использовался в основном в низкосортной фантастике), управляющие «дендронами» (то есть функциональными единицами нейронов) посредством квантового туннелирования. Он не просто отринул материализм в пользу дуализма; он объявил себя «триалистом», выделив в своем мировоззрении место для категории души/духа, которая якобы освобождает человеческий мозг от некоторых законов физической вселенной. В своей книге «Эволюция мозга: сотворение Я» (Evolution of the Brain: Creation of the Self, Routledge, 1989), на полном серьезе скрестив духовность с палеонтологией, Экклс попытался определить, когда такое уникальное явление возникло и какой предок гоминидов произвел на свет первый организм, обладающий душой. Он верил в экстрасенсорное восприятие и телекинез и спрашивал новых сотрудников своей лаборатории, разделяют ли они его убеждения. В мои студенческие годы при упоминании Экклса, с его религиозным мистицизмом и тягой к паранормальному, окружающие только глаза закатывали. В язвительной рецензии на книгу «Эволюция мозга», опубликованной в The New York Times, говорилось, что погружение Экклса в духовность приводит на ум причитания Офелии, обращенные к Гамлету: «О, что за гордый ум сражен!»
Конечно же, у меня не получится опровергнуть представление о квантовой неопределенности, открывающей путь к свободе воли, просто сославшись на нейроученых, которые со мной согласны, или исполнив скорбную песнь по Экклсу. Придется рассмотреть три проблемы этого представления, которые я считаю неустранимыми.
Отправной точкой здесь служит идея, будто квантовые эффекты, существующие на уровне запутанных друг с другом электронов, способны повлиять на «биологию». Тут есть прецедент из области фотосинтеза: электроны, возбужденные светом, с невероятной эффективностью отыскивают самый быстрый путь из одной части клетки растения в другую, похоже, потому, что каждый электрон делает это, пребывая в состоянии квантовой суперпозиции и проверяя все возможные маршруты одновременно.
Но это растения. Попытка извлечь свободу воли из электронов в мозге тут же сталкивается с проблемой — могут ли квантовые эффекты разрастись и преумножиться так, чтобы повлиять на гигантские объекты, например на молекулу или нейрон, или даже моральные убеждения человека? Почти все, кто размышляют на эту тему, приходят к выводу, что такого случиться не может — потому что, как мы скоро узнаем, квантовые эффекты размываются и гасят друг друга — волны суперпозиции «декогерируют». Об этом хорошо сказано в заглавии книги физика Дэвида Линдли «Куда исчезает странность? Почему квантовая механика странная, но не такая странная, как вы думаете» (Where Does the Weirdness Go? Why Quantum Mechanics Is Strange, but Not as Strange as You Think, Basic Books, 1996).
Тем не менее люди, связывающие квантовую неопределенность со свободой воли, утверждают обратное. Они стремятся показать, что квантовым эффектам подвержены все аспекты функционирования нейронов. Одну из теоретических возможностей рассматривает Питер Цзе; он сосредоточивает внимание на нейромедиаторе глутамате: для работы одного из рецепторов глутамата необходимо, чтобы атом магния выскочил из ионного канала, который он блокирует. По мнению Цзе, местоположение магния может меняться без всякой предшествующей причины — в силу недетерминированной квантовой случайности. И, как он считает, эти эффекты разрастаются все дальше: «Фактически мозг эволюционировал, чтобы усиливать случайность квантового мира… вплоть до уровня случайности времени нейронных спайков» (курсив мой. — Р. С.), то есть вплоть до неопределенности на уровне целых нейронов. А затем они разрастаются еще дальше, распространяясь на нейронные цепи и так далее.
Другие поборники этой идеи тоже сосредоточились на квантовых эффектах, возникающих на уровне ионных каналов, что отражено в заглавии книги «Шанс в нейробиологии: от ионных каналов к вопросу свободы воли». Психиатр Джеффри Шварц из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе считает уровень отдельных ионных каналов и ионов законной добычей квантовых эффектов: «Предельно малая величина устьев ионных каналов имеет самые далеко идущие последствия в том, что касается квантовой механики». Биофизик Алипаша Вазири из Университета Рокфеллера изучает роль «неклассической» физики в определении типа ионов, проходящих через тот или иной канал.
По мнению анестезиолога Стюарта Хамероффа и физика Роджера Пенроуза, сознание и свобода воли рождаются в другой части нейрона, а именно в микротрубочках. Если вкратце, нейроны посылают свои аксоны и дендриты в самые дальние уголки мозга. Следовательно, внутри этих отростков должна присутствовать некая транспортная система, позволяющая, например, доставлять строительные материалы для новых копий нейромедиатора или рецепторов к нему. Для этого в аксонах и дендритах присутствуют пучки транспортных трубочек — микротрубочек (они упоминались в главе 7). Несмотря на некоторые свидетельства того, что эта транспортная система может быть информационной, сами микротрубочки больше всего напоминают трубы пневмопочты, которой оборудовали офисные здания в начале ХХ в., чтобы сотрудник бухгалтерии мог отправить записку в специальном цилиндре на этаж ниже, в отдел маркетинга. Хамерофф и Пенроуз (в работах с заглавиями вроде «Как квантовая биология может спасти осознанную свободу воли») сосредоточили свое внимание на микротрубочках. Почему? Как они считают, плотно упакованные, довольно стабильные, параллельные микротрубочки идеально подходят для того, чтобы между ними возникали эффекты квантовой запутанности, а отсюда уже рукой подать до свободы воли. Мне пришло в голову, что это сродни идее, будто знания, которые хранятся в библиотеке, содержатся не в книгах, а в тележках, в которых эти книги развозят.
Идеи Хамероффа и Пенроуза приобрели особую популярность среди апологетов квантовой свободы воли, и, несомненно, не в последнюю очередь потому, что Пенроуз получил Нобелевскую премию по физике за работу о черных дырах, а в 1989 г. написал бестселлер «Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики» (Oxford University Press). Однако, несмотря на всю силу авторитета Пенроуза, нейроученые, физики, математики и философы в пух и прах разгромили его идеи. Физик из Массачусетского технологического института Макс Тегмарк показал, что период действия квантовых состояний в микротрубочках во много-много раз короче биологически значимого; чтобы проиллюстрировать несоответствие масштабов, можно сказать, что Хамерофф и Пенроуз предполагают, будто на движение ледника на временном промежутке в 100 лет может существенно повлиять спорадическое чихание жителей соседней деревни. Другие критики отмечают, что модель Хамероффа и Пенроуза опирается на представление, будто молекула белка, из которого в основном состоят микротрубочки, имеет конформацию, в действительности ей не свойственную, будто во взрослом мозге присутствуют типы межклеточной связи, которых там не бывает, и будто органоиды в нейронах находятся там, где их на самом деле нет.
Но шутки в сторону: могут ли квантовые эффекты и в самом деле разрастись так, чтобы повлиять на поведение? Неопределенность, которая высвобождает магний из одного глутаматного рецептора, не так уж сильно повышает возбуждение в синапсе. И даже сильного возбуждения одного синапса недостаточно, чтобы вызвать потенциал действия в нейроне. А потенциала действия в одном нейроне недостаточно, чтобы сигнал распространился по сети нейронов. Давайте подкрепим эти факты цифрами. В дендрите одного глутаматергического синапса имеется около 200 глутаматных рецепторов, и не забывайте, что мы рассматриваем квантовые события в одном рецепторе за один раз. У нейрона, по самым скромным оценкам, от 10 000 до 50 000 таких синапсов. Если взять какую-нибудь область мозга наугад, скажем гиппокамп, то в нем насчитывается около 10 млн нейронов. Это от 20 до 100 трлн глутаматных рецепторов (20 × 10 000 × 10 000 000 = 20 трлн, а 200 × 50 000 × 10 000 000 = 100 трлн). Вполне возможно, что событие, не имеющее предшествующей детерминированной причины, изменит работу одного глутаматного рецептора. Но насколько вероятно, чтобы подобные квантовые события произошли в одно и то же время и сработали в одном направлении (то есть в сторону повышения или понижения активности рецептора) в таком количестве из этих 20–100 трлн рецепторов, чтобы вызвать реальное нейробиологическое событие, у которого не было бы никакой предшествующей детерминированной причины?
А теперь поговорим о цифрах в приложении к тем якобы продуцирующим сознание микротрубочкам, опять же, в гиппокампе: их основной строительный элемент, белок тубулин, состоит из 445 аминокислот, а каждая аминокислота обычно состоит из примерно 20 атомов. Таким образом, в каждой молекуле тубулина содержится около 9000 атомов. Каждый сегмент микротрубочки состоит из 13 молекул тубулина. Каждый сегмент аксона содержит около 100 пучков микротрубочек, каждый аксон каждого из 10 млн нейронов гиппокампа формирует от 10 000 до 50 000 синапсов с другими нейронами. Опять эти нули.
В этом и заключается проблема масштабирования при переходе от квантовой неопределенности на субатомном уровне к мозгу, осуществляющему поведение, — нужно, чтобы невероятно большое количество таких случайных событий происходило в одном и том же месте, в одно и то же время, в одном и том же направлении. Однако большинство экспертов приходят к выводу, что любое квантовое событие, вероятнее всего, потеряется в шуме огромного количества других квантовых событий, случившихся в другое время и в другом направлении. Мозг не только «шумный», он еще и «теплый», и «влажный», а в такой кашеобразной среде квантовые эффекты не сохраняются. Как резюмировал один философ, «закон больших чисел в сочетании с огромным количеством квантовых событий, происходящих в любом объекте макроуровня, убеждает нас в том, что эффекты случайных флуктуаций квантового уровня на макроуровне полностью предсказуемы, подобно тому, как предсказуема прибыль казино, даже если она основана на миллионах "чисто случайных" событий». Физик начала ХХ в. Пауль Эренфест в теореме, носящей его имя, описал, как по мере добавления все большего числа элементов неклассическая физика квантовой механики превращается в старомодную предсказуемую классическую физику. Перефразируя Линдли, вот почему исчезает странность.
Итак, один глутаматный рецептор — это еще не философия морали. В ответ на это возражение апологеты квантовой свободы воли заявляют, что различные свойства неклассической физики способны координировать квантовые события во всех составляющих нервной системы (а некоторые полагают, что квантовая неопределенность сначала разбухает до уровня, на котором встречается с хаотичностью, и только потом распространяется на поведение). Экклс считал, что квантовое туннелирование через синапсы позволяет объединять сети нейронов общим квантовым состоянием (и заметьте: в этой и в подобных идеях подразумевается, что запутывание происходит не только между двумя частицами, но и между целыми нейронами). Для Шварца квантовая суперпозиция означает, что одиночный ион, проходящий через канал, на самом деле не является одиночным. Вместо этого он представляет собой «квантовое облако вероятностей, ассоциированных с ионом [кальция], которое рассеивается по все большей площади по мере удаления от крошечного канала к целевой области, где ион будет поглощен целиком или не будет поглощен вовсе». Другими словами, благодаря корпускулярно-волновому дуализму каждый ион может оказывать скоординированное воздействие кругом и всюду. И, продолжает Шварц, этот процесс распространяется все шире, пока не охватит весь мозг: «Фактически из-за неопределенности времени и места то, что порождается физическими процессами в мозге, будет не единым дискретным набором непересекающихся физических вероятностей, но, скорее, огромным пятном классически понимаемых вероятностей», которые подчиняются теперь законам квантовой физики. Султан Тарлачи и Массимо Преньолато ссылаются на аналогичную квантовую физику, предполагая, будто единичная молекула нейромедиатора обладает таким же облаком суперпозиций, связывается с несколькими рецепторами сразу и вовлекает их в коллективное действие.
Собственно, мысль, будто случайные, недетерминированные квантовые эффекты могут разрастись до уровня поведения, кажется мне несколько сомнительной. Более того, почти все ученые, обладающие соответствующей квалификацией, считают ее сомнительной в высшей степени.
Здесь кажется уместным рассмотреть вопрос на эмпирическом уровне. А синапсы вообще ведут себя случайным образом? А нейроны? А сети нейронов?
Краткое напоминание: когда в нейроне возникает потенциал действия, этот потенциал устремляется по аксону, пока не достигнет всех его окончаний. В результате из каждой аксонной терминали высвобождается порция нейромедиатора.
Если бы этот проект разрабатывали вы, то, возможно, нейромедиаторы в окончаниях аксона хранились бы в одной емкости, в таком большом синаптическом пузырьке, который при необходимости опорожнялся бы в синапс. В этом есть определенная логика. Но в реальности молекулы нейромедиатора хранятся во множестве маленьких везикул, и в ответ на потенциал действия они высвобождаются в синапс. Обычный нейрон гиппокампа, выделяющий в качестве нейромедиатора глутамат, хранит в каждом из своих аксонных окончаний примерно по 2,2 млн копий молекул глутамата. Теоретически все эти копии могли бы храниться в одном большом синаптическом пузырьке, но, как уже отмечалось, в каждой аксонной терминали имеется в среднем 270 маленьких везикул, в каждой из которых примерно 80 000 копий молекул глутамата.
Почему все так устроено? Вероятно, потому, что это позволяет осуществлять более плавную регулировку силы сигнала. Выяснилось, например, что довольно большой процент везикул обычно законсервирован в задней части терминали и хранится там до тех пор, пока не понадобится. Поэтому потенциал действия не приводит к высвобождению нейромедиатора из всех везикул во всех окончаниях аксона. Правильнее будет сказать, что он вызывает высвобождение всех везикул «легко высвобождаемого пула». И нейроны могут управлять тем, какой процент везикул легко высвобождается, а какой держится про запас, что позволяет им регулировать силу сигнала, передаваемого через синапс.
Эту тему разрабатывал Бернард Кац, который какое-то время учился у Экклса, а впоследствии и сам удостоился и рыцарского звания, и Нобелевской премии. Кац изолировал нейрон и при помощи определенного препарата препятствовал возникновению в нем потенциала действия. После этого он смотрел, что происходит в окончаниях аксона. Он увидел, что, несмотря на блокировку потенциала действия, окончание аксона время от времени, может быть раз в минуту, испускает крошечную порцию возбуждения, которую потом назвали «миниатюрным потенциалом концевой пластинки». По сути, Кац показал, что небольшие порции нейромедиатора могут высвобождаться спонтанно и случайно.
Кроме того, Кац заметил еще кое-что интересное. Все эти порции были примерно одного размера, скажем, 1,3 капельки возбуждения. Не 1,2 и не 1,4. С поправкой на погрешность измерения это всегда было 1,3. И вот, сидя и регистрируя случайные всплески размером 1,3 капельки, Кац заметил, что бывают и другие всплески — размером 2,6 капельки, но случаются они гораздо реже. Ничего себе! А еще реже бывают всплески размером 3,9. Что же увидел Кац? 1,3 капельки — это возбуждение от одного спонтанно высвободившегося синаптического пузырька; 2,6 — от двух пузырьков, высвободившихся одновременно, что бывает гораздо реже, и так далее. Следовательно, нейромедиаторы действительно хранятся в отдельных пузырьках, и время от времени, чисто вероятностным образом, отдельный пузырек высвобождает свой нейромедиатор — барабанная дробь — в отсутствие предшествующей причины.
Хотя у специалистов это явление особого интереса не вызвало — о нем иронически говорили как о «дырявых синапсах», — идея, что синаптический пузырек способен высвобождаться спонтанно, без всяких предшествующих причин, превратила эту тему в парк развлечений, где резвятся нейроквантологи. Ага, спонтанное, недетерминированное высвобождение нейромедиатора — вот она, структурная единица мозга как облака потенциалов, на котором можно утвердить право управлять своей судьбой. К этой идее следует подходить с большой осторожностью, и тому есть четыре причины:
— Полегче с заявлениями об отсутствии предшествующих причин. В процессе, в котором потенциал действия заставляет пузырьки высвобождаться, участвует целый каскад молекул: открываются и закрываются ионные каналы, активируются ионочувствительные ферменты, расщепляется комплекс белков, удерживающих пузырек в неактивном состоянии, молекулярное мачете прорубается сквозь другие белковые комплексы, чтобы расчистить пузырьку путь к мембране — причем пузырек, прежде чем высвободиться, должен еще причалить к определенному месту. На исследовании таких вопросов построена масса плодотворных научных карьер. Ладно, вы уже догадались, к чему я клоню — да, да, нейромедиатор не просто ни с того ни с сего выбрасывается в синаптическую щель; вызванному высвобождению нейромедиатора предшествует целый каскад реакций, поэтому давайте-ка мы поместим нашу свободу воли в момент, когда этот детерминированный каскад запускается в отсутствие предшествующей причины. Но нет, это не просто случайное срабатывание обычного процесса — оказалось, что каскад реакций, запускающий спонтанное высвобождение, это не тот каскад, что вызывается потенциалом действия. Не в том дело, что мироздание случайно нажало на кнопку, которая обычно отвечает за намерение. Это другая кнопка.
— Более того, процесс спонтанного высвобождения синаптических пузырьков регулируется факторами, внешними по отношению к аксону: другие нейромедиаторы, гормоны, алкоголь, болезни вроде диабета, те или иные зрительные впечатления способны повлиять на спонтанное высвобождение, не оказывая аналогичного влияния на выброс нейромедиатора, вызванный потенциалом действия. Некое биологическое событие в большом пальце ноги может изменить вероятность спонтанного высвобождения синаптического пузырька из аксонного окончания какого-нибудь нейрона где-нибудь в мозге. Как бы это мог сделать гормон? Уж точно, не изменяя фундаментальной природы квантовой механики («С тех пор как она вступила в период полового созревания, всё, что я от нее получаю, — одна угрюмость и квантовая запутанность»). Но гормон может изменить предпосылки возникновения квантовых событий. Например, многие гормоны преобразуют химическое строение ионных каналов, изменяя тем самым их подверженность квантовым эффектам.
Таким образом, детерминированная нейробиология может перестроить вероятность появления недетерминированной случайности. Это как если бы вы были режиссером спектакля, в котором в какой-то момент под возгласы всеобщего одобрения на сцену выходит новый король. Вы говорите труппе из 20 человек: «Так, когда из левой кулисы появится король, кричите что-нибудь вроде "Ура!", "Узрите короля!", "Да здравствует король!", "Эге-гей!" — выберите, что вам больше нравится». И вы практически гарантированно получите то попурри возгласов, на которое рассчитывали. Детерминированная неопределенность — уж точно не та случайность, которую можно считать беспричинной причиной.
— Спонтанный выход нейромедиатора из синаптических пузырьков служит полезной цели. Если синапс некоторое время молчал, вероятность спонтанного выброса увеличивается — синапс вроде как разминается. Так, если вы долгое время не выходите из дома, нужно периодически заводить мотор автомобиля, чтобы аккумулятор не разрядился. Кроме того, спонтанное высвобождение нейромедиатора играет важную роль в развитии мозга — неплохо слегка взбодрить только что подключенный синапс, чтобы убедиться, что все работает как надо, прежде чем поручить ему такое ответственное дело, как, скажем, дыхание.
— Ну и, наконец, никто не отменял проблемы масштабирования.
Вопрос масштабирования переносит нас на следующий уровень. Итак, отдельные пузырьки время от времени беспорядочно выбрасывают свое содержимое в синапс (мы сейчас не будем задаваться вопросами, какие уникальные механизмы здесь задействованы, связаны ли они с намерением и для чего нужны). Может ли в синапс одновременно открыться столько пузырьков, чтобы вызвать в нем мощный всплеск возбуждения? Вряд ли: возбуждение, вызванное потенциалом действия, примерно в 40 раз больше возбуждения при спонтанном высвобождении одного-единственного пузырька. Таких случайных событий вам потребуется много и сразу.
Если увеличить масштаб еще на одну ступеньку, следует задуматься: возникают ли в нейронах случайные потенциалы действия, заставляющие высвобождаться пузырьки из всех 10 000–50 000 аксонных окончаний безо всякой, казалось бы, предшествующей причины?
Да, такое иногда случается. Неужели мы перескочили на более интегрированный уровень работы мозга и оказалось, что он подвержен квантовым эффектам? Здесь снова требуется осторожность. У таких потенциалов действия имеются свои собственные, чисто механические предшествующие причины, они регулируются извне и служат конкретной цели. Например, в нейронах, которые направляют свои аксоны к мышцам, передавая им нервные импульсы, периодически возникают спонтанные потенциалы действия. Оказывается, если мышца долгое время пребывает в покое, определенная ее часть (так называемое мышечное веретено) может возбуждать спонтанные потенциалы действия в нейронах — когда вы долго сидите без движения, мышцы подергиваются, чтобы аккумулятор не разрядился. Это еще один пример того, как механистический, детерминированный цикл регулирования может повысить вероятность недетерминированных событий. И снова мы упираемся в вопрос о том, много ли можно выжать из такой детерминированной неопределенности.
Шагнем еще дальше: а целые сети и цепи нейронов тоже активируются случайным образом? Раньше считали, что ответ положительный. Допустим, вы хотите узнать, какая область мозга реагирует на определенный стимул. Поместите испытуемого в сканер, подвергните его воздействию этого стимула и посмотрите, какие области мозга при этом активируются (например, миндалина обычно возбуждается в ответ на предъявление изображений испуганных лиц, что указывает на связь этой области мозга со страхом и тревогой). Но тут выясняется: чтобы оценить истинную реакцию на стимул, вам при анализе данных непременно придется вычитать базовый уровень активности в интересующей вас зоне мозга. Это называется фоновый шум. Интересный термин. Другими словами, вы просто лежите себе, ничего не делаете, и в это время в мозгу происходит случайное бурление, что опять-таки напрашивается на интерпретацию в духе индетерминизма.
Так думали до тех пор, пока некоторые смельчаки, в первую очередь Маркус Райхль из Медицинской школы Вашингтонского университета, не взялись изучать этот скучный фоновый шум. Который, конечно же, оказался чем угодно, только не шумом — не бывает такого, чтобы мозг «ничего» не делал, — и теперь этот феномен известен под названием «сеть пассивного режима работы мозга». И, что неудивительно, в основе ее работы лежат конкретные механизмы, она тщательно регулируется и служит определенной цели. Одна из таких целей действительно интересна своей контринтуитивностью. Если спросить испытуемых в сканере мозга, о чем они думают, то окажется, что сеть пассивного режима работы очень активна, когда они мечтают, то есть находятся в состоянии так называемого блуждающего ума. Работа сети контролируется, прежде всего, длПФК. Первое, что здесь приходит в голову, — строгая длПФК подавляет сеть пассивного режима, заставляя вас вернуться к работе, когда вы отвлекаетесь на мечты об отпуске. Оказалось, что все наоборот: экспериментально стимулируя длПФК, мы повышаем активность сети пассивного режима работы мозга. Праздный ум — вовсе не игрушка дьявола. Это состояние, к которому время от времени взывает самая близкая к суперэго часть вашего мозга. Зачем? Есть предположение, что, витая в облаках, мы подключаем к решению проблем свои творческие способности.
Так что же нам думать обо всем этом спонтанном поведении нейронов? Вернемся к сценарию «покажите мне»: если свобода воли существует, покажите мне нейрон или нейроны, которые инициировали поведение при полном отсутствии какого-либо влияния со стороны других нейронов, энергетического состояния нейрона, гормонов, любых событий окружающей среды, начиная с внутриутробной жизни, генов и так далее. И никакая спонтанная активация отдельного синаптического пузырька, синапса, нейрона или сети нейронов таким примером не станет. Ни одно из этих событий не является по-настоящему случайным — таким, чтобы его можно было напрямую увязать с квантовыми эффектами; все это примеры того, как нечто исключительно механистичное в мозге определяет момент, когда приходит время проявить недетерминированность. Какие бы квантовые эффекты ни возникали в нервной системе, они не помогут ответить на вопрос, почему какой-то человек бессердечно — или героически — жмет на спуск.
Это подводит нас ко второй большой проблеме, а именно к представлению, будто квантовая механика подразумевает, что наш макроскопический мир не может быть детерминированным, а свобода воли в нем живет и процветает. Эта проблема не связана с такими техническими деталями, как дырявые синапсы, мышечные веретена и квантово запутанные синаптические пузырьки; она предельно проста. И, на мой взгляд, фатальна.
Предположим, что с масштабированием все утряслось — неопределенность на квантовом уровне не погашается шумом и инициирует макроскопические события на десятки порядков мощнее. Предположим, что работу всех областей мозга, и поведение заодно, лучше всего можно понять на квантовом уровне.
Трудно себе представить, на что это было бы похоже. Мог бы каждый из нас стать облаком суперпозиций и придерживаться 50 противоречащих друг другу моральных кодексов одновременно? Могли бы мы нажимать и в то же время не нажимать на спуск при ограблении винного магазина, и только после приезда полиции, когда макроволновая функция сходила бы на нет, нам становилось бы ясно, жив кассир или мертв?
Это ставит перед нами принципиальный вопрос, над которым бьются ученые всех мастей. Если бы в основе нашего поведения лежала квантовая неопределенность, оно было бы случайным. В важном эссе 2001 г. «Свобода воли как проблема нейробиологии» философ Джон Сёрл писал: «Квантовый индетерминизм не поможет нам решить проблему свободы воли, поскольку этот индетерминизм вносит случайность в базовую структуру Вселенной, а гипотеза, что некоторые наши действия осуществляются свободно, совершенно не равна гипотезе, будто некоторые наши действия осуществляются случайно… Как нам перейти от случайности к рациональности?» Или, как часто отмечает Сэм Харрис, если бы квантовая механика действительно имела какое-то отношение к свободе воли, то «каждую мысль и каждое действие по всей видимости можно было бы объяснить фразой "я не знаю, что на меня нашло"». Вот только, добавлю я, вы не смогли бы этого произнести, а просто издавали бы нечленораздельные звуки, поскольку мышцы вашего речевого аппарата сокращались бы случайным образом. Как подчеркивают Майкл Шадлен и Адина Роскис, независимо от того, верите вы в совместимость свободы воли с детерминизмом или нет, с индетерминизмом она не совместима точно. Или, повторяя блестяще сформулированную мысль одного философа, «случайность так же неумолима, как и необходимость».
В спорах о том, является ли поведение продуктом субъектности, нас не интересует случайное поведение типа такого, как если бы мать Тереза вдруг ни с того ни с сего набросилась с ножом на прохожего и отняла у него бумажник. Нам интересны цельность и непротиворечивость поведения, которые составляют наш моральный облик. А также те соответствующие способы, какими мы пытаемся примирить все свои разнообразные внутренние противоречия. Мы хотим понять, как Мартин Лютер мог гнуть свою линию и говорить: «На том стою и не могу иначе», когда сборище церковников-отморозков, ради забавы сжигавших людей на кострах, приказывали ему отречься от своих убеждений. Мы хотим понять тех пропащих людей, которые изо всех сил пытаются выправиться, но снова и снова принимают самоубийственные, импульсивные решения. Именно поэтому старые друзья на похоронах часто произносят надгробные речи, свидетельствующие о цельности личности покойного: «Уже в начальной школе она была из тех, кто…»
Даже если квантовые эффекты вдруг так увеличатся в объеме, что сделают наш макромир таким же недетерминированным, как и микромир, этот механизм не породит той свободы воли, к которой стоит стремиться. Если только вы не придумаете способа поставить случайность квантовой неопределенности на службу той цельности, какую мы собой представляем.
Как раз этот вопрос обсуждают сторонники свободы воли, уповающие на квантовую неопределенность. Дэниел Деннет так описывает эту точку зрения: «Кем бы вы ни были, вы не сможете повлиять на недетерминированное событие — весь смысл квантовой неопределенности в том, что квантовые события никакому влиянию не поддаются, — так что вам придется каким-то глубоко личным образом поставить их себе на службу или объединить с ними усилия, воспользоваться ими» (курсив мой. — Р. С.). Или, говоря словами Питера Цзе, ваш мозг «должен уметь применить эту случайность для обработки информации».
В размышлениях, как использовать случайность, поставить ее себе на службу или объединить с ней усилия — так, чтобы личность не потеряла своей цельности, — можно пойти по одному из двух путей. В модели «фильтрации» случайность, как обычно, генерируется индетерминистически, но субъектное «я» устанавливает на высшем уровне фильтр, пройти через который и управлять поведением может лишь часть добравшейся до него случайности. В рамках модели «вмешательства» все наоборот: это ваше субъектное «я» добирается до самого низа и вмешивается в квантовую неопределенность, порождая якобы свободно выбранное поведение.
Биология дарит нам как минимум два фантастических примера такого рода фильтрации. Первый — это эволюция: случайные мутации в ДНК обеспечивают генотипическое разнообразие, а фильтром служит естественный отбор, определяющий, какая мутация пройдет сквозь него и закрепится в генофонде. Другой пример касается иммунной системы. Предположим, вы подхватили вирус, с которым ваш организм раньше не сталкивался; следовательно, в его аптечке нет к нему антител. Иммунная система перетасовывает гены, чтобы случайным образом создать гигантский массив самых разных антител. В этот момент начинается фильтрация. Каждому новому антителу предъявляется кусочек вируса, чтобы понять, насколько хорошо оно на него реагирует. Это жест отчаяния, производимый в надежде, что хотя бы какое-то из этих случайно созданных антител сможет одолеть вирус. После того как победители определятся, все прочие типы антител будут уничтожены — этот процесс называется положительным отбором. Теперь остается проверить отобранные антитела на предмет того, не навредят ли они организму: а именно не начнут ли уничтожать какие-то его клетки, которые случайно имеют сходство с предъявленным фрагментом вируса. Проверьте каждое перспективное антитело на то, как оно реагирует на фрагмент «себя»; найдите такие, что его атакуют, и избавьтесь от них и от клеток, которые их произвели, — это называется отрицательным отбором. Теперь у вас есть набор антител, которые атакуют новый вирус и не вредят вам.
Это трехступенчатый процесс. Первый шаг: иммунная система решает, что пришло время инициировать недетерминированную случайность. Второй шаг: гены случайным образом перетасовываются. Третий шаг: иммунная система определяет, какой случайный результат ее устраивает, и отсеивает все остальные. Детерминированно инициировать случайный процесс; действовать случайным образом; применить предетерминированные критерии для отсеивания непригодных случайностей. На профессиональном жаргоне это называется «использовать стохастичность гипермутации».
В модели фильтрации предполагается, что таким образом квантовые эффекты и порождают свободу воли. Деннет пишет:
Модель принятия решения, которую я предлагаю, имеет такую особенность: когда мы сталкиваемся с необходимостью принять важное решение, генератор соображений, итог работы которого до некоторой степени не детерминирован, выдает ряд соображений, часть которых будет, конечно же, немедленно отвергнута субъектом (сознательно или бессознательно) как нерелевантная. Те соображения, которые были выбраны субъектом в силу того, что их влияние на решение чуть выше несущественного, включаются в процесс рассуждений, и если агент вообще разумен, то эти соображения в конечном итоге предсказывают и объясняют окончательное решение, принятое субъектом.
Итак, на этапе принятия решения включается генератор случайных соображений, а потом вы делаете вывод, какое соображение выбрать. Роскис, как уже отмечалось, не приравнивает случайный шум нервной системы (связан он с квантовой неопределенностью или нет) к истокам свободы воли; напротив, для Роскис, которая пишет в соавторстве с Майклом Шадленом, свобода воли — это то, что происходит, когда вы отделяете зерна от плевел: «Шум накладывает ограничения на возможности субъекта и на его способность контролировать происходящее, но предлагает ему компенсировать эти ограничения решениями и стратегиями высшего уровня, которые (а) доступны сознанию, (б) послушны намерению и (в) отражают характер [субъекта]». Фильтрация, отбор и выбор как акт свободы воли и проявление характера, которые, как они утверждают, «могут послужить основой для того, чтобы человеку нести ответственность».
Этот сценарий имеет как минимум три ограничения; перечислю их в порядке важности:
— Ребенок упал в ледяную воду, и ваш генератор соображений выдает три возможности на выбор: прыгнуть в реку и спасти ребенка; позвать на помощь; притвориться, что ничего не видели, и сбежать. Выбирайте. Но поскольку мы имеем дело с квантовой неопределенностью, то что, если первые три предложенных варианта будут такими: станцевать танго в одиночку; признаться, что мошенничали с налогами; попискивать и отпрыгивать назад, словно дельфин в океанариуме? А ведь это вполне правдоподобно, если волны электронов в суперпозиции — именно тот источник, из которого вы черпаете свои моральные решения.
— Чтобы в качестве опций не получить только танго, исповедь или дельфиньи телодвижения, можно уточнить, что вам нужно недетерминированно сгенерировать все случайные возможности. Но теперь вам придется потратить целую жизнь на их оценку и сравнение в попытке выбрать лучший. Вам потребуется невероятно эффективный поисковый алгоритм.
— Итак, все просто: сгенерируйте достаточное количество адекватных вариантов, придумайте, как эффективно их оценить, а затем примените собственные критерии, чтобы выбрать лучший и отринуть остальные. Но вот вопрос: где взять этот фильтр, отражающий ваши ценности, этические нормы и характер? Ответ ищите в главе 3. Откуда берется намерение? Как так получается, что фильтр одного человека отсеивает все варианты, кроме «Ограбить банк», а фильтр другого пропускает только «Пожелать кассиру доброго утра»? Откуда берутся ценности и критерии, которые помогают понять, стоит ли некое обстоятельство того, чтобы вообще включать этот генератор случайных соображений имени Деннета? Кому-то он может потребоваться, чтобы решить, стоит ли начинать акцию гражданского неповиновения, влекущую за собой огромные личные риски, а кому-то — чтобы решить, какие брюки сегодня надеть. То же самое: откуда берутся различия в том, какой поисковый алгоритм применяется и как долго? Откуда все это берется? Из не зависящих от человека событий, происходивших секундой, минутой, часом раньше — и так далее. Отсеивание бессмыслицы может помешать квантовой неопределенности создавать случайное поведение, но это точно не проявление свободы воли.
Напомню, что в модели вмешательства вы не просто выбираете между случайными квантовыми эффектами. Вы спускаетесь к ним и вмешиваетесь в процесс. Как говорилось в предыдущей главе, нисходящая причинность — вещь реально существующая; для ее объяснения часто обращаются к следующей метафоре: когда колесо крутится, оно, будучи объектом высшего порядка по отношению ко всем своим составным частям, заставляет их катиться вперед, а если вы решаете нажать на спуск, то все клетки, органеллы, молекулы, атомы и кварки вашего указательного пальца сдвигаются примерно на дюйм.
Итак, предполагается, что некое «я» спускается с более высокого уровня вниз и посредством нисходящей причинно-следственной связи превращает субатомные события в свободу воли. Говоря словами ирландского нейробиолога Кевина Митчелла, «неопределенность создает некоторую свободу действий… Случайность же, как утверждается, вводит эту свободу, это провисание причинно-следственной связи, в систему, для того чтобы факторы высшего порядка могли оказать свое причинное влияние» (курсив мой. — Р. С.).
И вот она, первая проблема: «контролируемая случайность», которая по умолчанию подразумевается в сценарии «спуститься вниз и вмешаться в квантовые события», такой же оксюморон, как и «детерминированная недетерминированность». И как вообще вы собираетесь встревать в работу своих электронов? На фоне этих вопросов возникает самая большая проблема, с которой я сталкиваюсь, пытаясь оценить эту идею: понять, что же нам тут предлагают, крайне сложно.
Свою картину того, каким образом нисходящая причинность наделяет квантовые события способностью влиять на поведение, предлагает философ-либертарианец Роберт Кейн. Он, как мы помним из главы 4, считает, что в те жизненные моменты, когда мы находимся в процессе принятия решений, наш цельный характер, вступающий в игру в момент выбора, оказывается сформированным в прошлом нашей свободной волей (это его идея «самоформирующих поступков»). Но каким образом это самосформированное «я» приводит нас к решению? Кейн предполагает, что на таких важных развилках «в нашем сознании возникают напряжение и неопределенность: мы думаем, что следует предпринять… и это отражается в соответствующих областях нашего мозга движением прочь от термодинамического равновесия — короче говоря, своего рода возбуждением хаоса в мозге, что делает его чувствительным к микроскопической неопределенности на уровне нейронов». Согласно Кейну, ваше сознательное «я» использует нисходящую причинность, чтобы устроить хаос на уровне нейронов, который позволил бы квантовой неопределенности вырваться на поверхность в точности так, как вы того хотели.
Аналогичное представление о модели вмешательства излагает Питер Цзе, который, как уже цитировалось ранее, утверждает, что «фактически мозг эволюционировал, чтобы усиливать случайность квантового мира» (а затем высказывает догадку, что животные, обладающие мозгом, который может это делать, «размножаются лучше тех, чей мозг на такое не способен»). По его мнению, мозг опускается на квантовый уровень и вмешивается в фундаментальную неопределенность: «Это позволяет информации обладать нисходящей причинностью относительно того, какие из недетерминированных событий, происходящих на самом корневом уровне, будут реализованы».
Я немного не понимаю, как это, по мнению Цзе, происходит. Он вполне резонно полагает, что причину и следствие в нервной системе можно рассматривать как поток «информации». Но затем картину затягивает туман дуализма. Для Цзе информация, инструмент нисходящей причинности, не является реальной в материальном смысле, а это противоречит тому факту, что в мозге «информация» состоит из таких реальных и материальных вещей, как нейромедиаторы, рецепторы и ионные каналы. Нейромедиаторы связываются со строго определенными рецепторами на строго определенное время; цепочки белков изменяют свою конформацию так, чтобы каналы открывались или закрывались словно шлюзы Панамского канала; потоки ионов, подобно цунами, текут в клетки или из них. И вопреки всему этому, для Цзе «информация не может быть чем-то вроде энергии, которая прилагает силу». При этом такая информация, которая не является каузальной, позволяет воплотиться в реальность информации, которая каузальной является: «Информация не является каузальной в том же смысле, что и сила. Скорее, она каузальная, поскольку позволяет тем физическим причинно-следственным цепочкам, которые одновременно являются информационными причинно-следственными цепочками… стать реальными». И хотя информационные «паттерны» не материальны, зато существуют «физически реализованные детекторы паттернов». Другими словами, если информация сделана из нематериальной пыли, то детекторы нематериальной пыли в мозге сделаны из железобетона, стальной арматуры или, если вы его еще помните, из асбеста.
Причина, по которой у меня в голове никак не укладываются взгляды Кейна и Цзе, а также аналогичные взгляды других философов, заключается в том, что я, хоть убей, не могу понять, как должен работать такой спуск вниз и вмешательство в микроскопическую неопределенность в мозге. Я не могу думать про информацию, которая одновременно и является силой, и не является ею, не вспомнив о пироге, который одновременно и цел, и съеден. Когда Кейн пишет: «В нашем сознании возникает напряжение и неопределенность в отношении того, что следует предпринять… что отражается в соответствующих областях нашего мозга движением прочь от термодинамического равновесия», мне неясно, что подразумевается под «отражением» — причинно-следственная связь или корреляция. Более того, мне неизвестен ни один биологический механизм, который объяснял бы, как необходимость принять сложное решение вызывает термодинамический дисбаланс в мозге; как можно «возбудить» хаос в синапсах; почему хаотический и нехаотический детерминизм отличается чувствительностью к квантовой неопределенности, возникающей в масштабе меньшем на много-много порядков; может ли нисходящая причинность, заставляющая квантовую случайность питать непротиворечивость чьих-то жизненных выборов, делать это, отбирая электроны, которые будут запутываться друг с другом, сколько тут возникает нелокальности во времени и обратного перемещения в нем и могут ли перекрывающиеся облака вероятностей распространиться так широко, чтобы, например, не моторная, а обонятельная кора водила вашей рукой, когда вы подписываете чек. Это уже не тот вопрос, который я постоянно поднимаю, — «покажите мне нейрон, инициирующий целостное, согласованное поведение без всякой причины, и тогда мы сможем серьезно поговорить о свободе воли». Тут вопрос стоит следующим образом: «Покажите мне, как нейрон это делает по причинам, которые выдвигают эти ученые». Что мы здесь имеем, так это невразумительную версию маловероятной сильной нисходящей причинности.
Поверьте, я изо всех сил стараюсь не показаться язвительным и проявить уважение. Я бы наверняка не сдержался, если бы мне пришлось рассуждать на такие заумные философские темы, как агнотология, мерология или философия математического антиреализма. Тем не менее, мне кажется, что эти защитники свободы воли возмущенно говорят: «Мы не утверждаем, что квантовая неопределенность генерирует наши свободно выбранные решения без всякой причины. Мы говорим, что квантовая неопределенность делает это по волшебным причинам».
Предполагая, будто фундаментальная неопределенность в работе Вселенной может лежать в основе феномена свободы воли, ответственности и нашего священного чувства собственной субъектности, только очень странные чудаки станут ссылаться на броуновское движение пылевых частиц.
Квантовая неопределенность обладает странностью сверх всякой меры, и как, по легенде, сказал бог физики Ричард Фейнман, «если вы думаете, что понимаете квантовую механику, значит, вы не понимаете квантовую механику».
Предположение, что квантовые события способны влиять на взаимодействие таких объектов, как ионы, например с ионными каналами или рецепторами в нервной системе, вполне правдоподобно, и может быть, это даже так и есть.
Однако нет никаких оснований считать, что подобного рода квантовые эффекты способны преумножиться в такой степени, чтобы повлиять на поведение, и большинство специалистов в этой области полагают, что такое вообще невозможно — квантовая странность не настолько странная, а квантовые эффекты при увеличении масштаба размываются теплым и влажным декогерирующим шумом мозга.
Но может квантовая неопределенность дотянуться до поведения или не может, это не решает главной проблемы: все, что она в состоянии породить, — это случайность. Вы действительно готовы утверждать, что в основе свободы воли — феномена, которым оправдывают награду и наказание, — лежит случайность?
Способы, какими нам предлагается воспользоваться случайностью, отфильтровать ее, инициировать или вмешаться в нее в достаточной степени, чтобы создать свободу воли, выглядят довольно неубедительными. Если детерминированный индетерминизм — это прочное основание для свободы воли, то тогда и посещение занятий по актерской импровизации — это прочное основание, как сказал бы Сартр, для веры в то, что все мы обречены быть свободными.
Редукционизм — великая вещь. С пандемией гораздо лучше справляться, секвенируя ген белка вирусной оболочки, чем пытаясь умилостивить мстительное божество подношениями из козьих кишок. Но и у редукционизма есть свои ограничения, и, как показали революции хаотичности, эмерджентности и квантовой неопределенности, все самое интересное в людях не поддается чистому редукционизму.
Отказ от редукционизма влечет за собой всевозможные революционные, освобождающие последствия. Нам может открыться, что восходящий коллективизм, построенный на взаимодействии соседей и на случайных контактах, потенциально может сокрушить нисходящий авторитарный контроль. Что в таких обстоятельствах наиболее ценными оказываются не узкие специалисты, а универсалы. И то, что кажется нормой, при ближайшем рассмотрении оказывается недостижимым; вместо этого реальность странно и апериодически колеблется вокруг платоновского идеала. Что нормы — это о том, как быть нормальным, что бы там ни говорили крутые ребята; совершенства, к которому мы стремимся и которого не достигаем, в реальности не существует: норма — это даже не точное описание, и уж точно не предписание. И, как я часто с грубой прямотой говорю своим студентам, если вы можете объяснить нечто потрясающее по сложности, адаптивности и красоте без необходимости ссылаться на план, то и на планировщика ссылаться не обязательно.
Но, несмотря на вдохновляющую мощь антиредукционистских революций, это не материнское молоко, питающее свободу воли. Антиредукционизм не означает, что составных частей нет, или что они работают иначе, когда их становится много, или что сложные вещи порхают сами по себе, оторвавшись от элементов, из которых состоят. Непредсказуемая система вовсе не заколдованная система, а магическое объяснение — вовсе не объяснение.
Войти с помощью соц. сетей: