Файл: деп_тукс_10_11.doc

Приложение. Гипотезы о квантовой природе сознания

В последние годы наблюдается значительный интерес к гипотезе квантовой природы сознания. Возможная связь квантовой физики с деятельностью мозга активно обсуждается философами, физиологами, физиками.

Термин "Квантовое сознание" ввёл известный физик Р. Пенроуз вместе со С. Хамероффом, который, изучая нейроны мозга, обнаружил, что мыслительные процессы невозможно понять без учета квантового поведения электронов, переносящих нервные импульсы. Так родилась гипотеза: квантовая физика имеет законное отношение к тому, что мы именуем Разумом.

Нужно отметить, что идея использовать квантовую механику для объяснения тех или иных особенностей сознания человека возникла еще на заре "квантовой эры". Так, Н.Бор писал о возможности применения принципа дополнительности для описания психических состояний. Давно также была отмечена возможность использования квантового индетерминизма для обоснования возможности свободы воли. В систематической форме поиски "квантовых оснований сознания" начались, по-видимому, в 70-х годах. Однако, лишь в самые последние годы исследования в этой области приобрели достаточный размах, так что можно говорить о "квантовом" подходе к изучению сознания, как о вполне сформировавшемся научном направлении, возникшем на стыке физики, психологии и философии. Здесь нужно отметить прежде всего работы Д. Бома, Г.П. Степпа, Р. Пенроуза, С.Р. Хамерофф, Х. Умезавы, Г. Глобуса, Д. Сарфатти, Я. Томпсона, М. Локвуда, И.З. Цехмистро, М. Питканена.

Заметим, что исследования ведутся не только в плане абстрактного сопоставления свойств сознания и квантовых объектов. Весьма интенсивно также разрабатывается направление, связанное с поиском конкретной физической реализации "квантового механизма сознания" в мозге человека ( Х. Фрелих, С.Р. Хамерофф, Х. Умезава, М. Джибу, Г. Глобус, Д. Нанопулос, А. Кайварайнен, М. Питканен, Ф. Бек, Т. Триффет, Е.А. Либерман и др.). Здесь также можно говорить о становлении нового научного направления - "квантовой нейродинамики".

Однако, пока еще рано говорить о какой-то единой, общепризнанной "квантовой теории сознания". Речь пока идет лишь преимущественно о поиске самых общих оснований сопоставления квантового и субъективного и о принципиальной возможности существования в мозге макроскопического когерентного квантового состояния, которое могло бы служить основой "квантового сознания".

Развитие исследований в области "квантовых оснований сознания" тормозится двумя обстоятельствами. Во-первых, авторы большинства известных концепций опираются на дуалистические философские представления о соотношении материи и сознания. Так, например, в известных концепциях Д. Бома и Г. Степпа квантовая механика используется, прежде всего, для обоснования дуализма "материального" и "духовного". Такой подход, с нашей точки зрения, ведет к необходимости использования содержательно бедной, примитивной модели сознания. Вместе с тем, использование существенно упрощенных моделей сознания, не учитывающих достижений современной психологии и философии субъективного – это является вторым обстоятельством, тормозящим развитие исследований в данной области. Более адекватной основой поиска "квантовых механизмов сознания" может служить монистическая теория психофизического тождества.

В дискуссиях Н. Бора с А. Эйнштейном и другими об основах квантовой механики Бор использовал в числе прочих аргументов и мысленных экспериментов следующую аналогию: он сравнивал процесс измерения в квантовой системе с воздействием целенаправленной воли на человеческое сознание. Каждый раз, когда мысль остановлена на каком–нибудь предмете, её дальнейший ход коренным образом изменяется. Если мысль сформулирована словесно, даже во внутреннем монологе, она при этом как бы отделяется от огромного множества сосуществующих неясных ассоциаций и оттенков, сопровождающих более точное выражение. Нахождение словесного эквивалента той или иной мысли, по мнению Бора, аналогично действию измерения на квантовый объект: прибор всегда несравненно грубее микрообъекта, подвергшегося измерению. Невозможность более тонкого вмешательства в психику, как только через психику, приводит к тому, что и здесь не существует полного детерминизма (предопределённости) в классическом смысле, а, скорее, имеется корреляция параметров в смысле принципа неопределённостей. Чем более точной реакции добивается исследователь, тем больше нарушается психика испытуемого. Не является ли мозг, точнее сознание, неким чёрным ящиком, реакции и рефлексы которого напоминают реакции квантовой системы? Развивая подобные аналогии, Бор полагал, что со временем квантовые законы позволят лучше понять природу мышления. Принцип неопределённостей применительно к микросистемам не ставит пределов человеческому познанию, а только указывает, какого познания следует искать. По Бору – аналогичные принципы помогут понять работу мысли. Не сознание непознаваемо, а неразрешима задача детального слежения за ним. Имеются опыты, показывающие, что память об определённом событии не локализуется в одной точке мозга, а принадлежит большому участку мозговой коры как целому. Видимо, память – коллективное состояние мозга, а не какой – то запас, накопленный в одной клетке. Замечено, что иногда люди, потерявшие часть головного мозга в результате травмы или операции, оставались психически полноценными. С другой стороны–наблюдались нарушения сознания при абсолютно неповреждённом мозге. Возможно, сознание формируется, как коллективное макроскопическое квантовое состояние, подобное состоянию сверхпроводимости или сверхтекучести. Замечено, что некоторые нервно–психические заболевания, например, истерия, не оставляют никаких видимых следов в мозге. Тогда говорят о психической травме, вытесненной в подсознание, что может в обсуждаемом смысле означать нарушение в наборе квантовых состояний мозга. В то же время даже потеря некоторой части мозга не обязательно уничтожает существующие в нём квантовые состояния, если они обладают известной устойчивостью, но не размещены по отдельным клеткам, а охватывают мозг как целое.

Деятельность сознания и возможность его функционирования на различных уровнях реальности относятся также к объективным физическим процессам. Сознание, с точки зрения квантовой механики, становится элементом физического мира, поскольку его деятельность непосредственно связана с изменением состояния системы, обладающей сознанием. Феномен сознания связан с последовательностью различных внутренних состояний системы, а если состояние никогда не меняется, то можно говорить о полном отсутствии сознания. Другими словами, смена состояний - необходимое условие для наличия сознания в любой системе. Таким образом, имеется принципиальная возможность сопоставить с сознанием вектор состояния в некотором выбранном представлении и описывать его методами квантовой теории. Если у человека есть вполне определенные состояния, связанные с работой сознания, и довольно легко можно выбрать состояния базисные - тогда есть все необходимое для того, чтобы использовать математический формализм квантовой теории. Например, для описания ментальной сферы деятельности сознания в качестве базисных состояний тогда, возможно, подойдет ограниченный набор слов - ведь мы постоянно произносим вслух или про себя какие-то слова. И их чередование - это смена нашего состояния. Таким образом, работу сознания можно описывать в терминах вектора состояния. И такое описание будет вполне естественным, будет иметь под собой реальную основу - объективные состояния системы. Это будет описание не каких-то чужеродных, не свойственных разумной системе состояний, а наоборот, самой важной ее характеристики - сознательной деятельности. Здесь открывается путь к количественному описанию, то есть к научной методологии и практической технологии сознания. Скажем, ОВД (остановка внутреннего диалога) — прямой аналог нелокального суперпозиционного состояния, когда нет никакого конкретного состояния сознания (определенного слова, чувства и т. д.), но может проявиться одно из них в «локальной» форме. Имеется явная аналогия с квантовой теорией, где нелокальные суперпозиционные состояния — ключ ко всем «сверхъестественным» физическим проявлениям типа телепортации.

Одновременно при таком подходе сознание становится элементом «энергетического мира», поскольку энергия в квантовой механике является функцией состояния. Соответственно деятельность сознания может быть описана в энергетических терминах и сведена к процессам, изменяющим распределение энергии в системе. Эта энергия не является таковой согласно классическим представлениям, поскольку ее градиент (сила) не может непосредственно совершить, например, работу над плотными телами. При этом существенную роль играет наличие нелокальности, квантовой запутанности, в результате чего внешние объекты в какой-то своей части становятся едины с нашим энергетическим телом, связаны с ним квантовыми корреляциями. Если наше состояние при активной деятельности сознания изменяется, из одного состояния мы переходим в другое, и одна мысль (эмоция) сменяет другую, то, вероятно, мы генерируем или поглощаем энергию, так как различным состояниям соответствуют разные энергии.

Квантовая теория помогает понять суть таких необычных для классической психологии состояний личности, как «медитация на пустоту» (внутреннее безмолвие). Это нелокальное суперпозиционное состояние сознания, когда нет никаких его классических характеристик (нет «проявленной» личности — локальных эмоций, мыслей и т. д.).

Квантовомеханические модели позволяют количественно описывать психофизические состояния с учетом принципа суперпозиции, и можно анализировать, в частности, динамику квантовой запутанности при взаимодействии «субъектов». Для самой простой двухуровневой системы можно в качестве базисных взять, например, два ортогональных состояния «хорошо» и «плохо», сопоставить им векторы состояний |0ñ и |1ñ, задав из каких-то разумных соображений закон взаимодействие между различными «субъектами», каждый из которых способен находиться в двух состояниях и ввести аналог внешнего поля, внешней среды, которая стремится «повернуть» субъекты «по полю» в одно из двух допустимых состояний, то есть записать некий аналог гамильтониана для системы взаимодействующих «субъектов» во внешнем поле. И тогда можно анализировать динамику психологических состояний, в том числе динамику запутанных состояний.

На первый взгляд может показаться, что это модель примитивная и мало что может дать для психологии, но следует заметить, что на таких простых моделях основана практически вся наука.

Да и при анализе двухуровневой модели, думаю, психологи могут сделать для себя достаточно много новых, неожиданных и интересных выводов.

Вектор состояния двухуровневой системы «хорошо/плохо» охватывает бесконечно большое число промежуточных психических состояний. Наглядно это можно представить как непрерывный диапазон состояний от «плохо» к «хорошо».

В этом проявляется двойственный характер квантовомеханического описания, которое совмещает в себе аналоговость (непрерывность) и дискретность. Таким образом, можно описывать личность с двух сторон. С одной стороны — это бесконечное число оттенков между основными психическими состояниями, с другой — конечное число базисных состояний. Описание психической сферы можно вести в рамках конечного пространства состояний (гильбертова пространства) определенной размерности. Личность ограничена числом допустимых для нее состояний. В ней есть только потенциал, возможность для расширения своего пространства состояний, для своего развития.

Наряду с эмоциональными психическими состояниями, можно рассматривать и ментальные состояния сознания. Внутренняя свобода на ментальном уровне будет ограничена, например, словарным запасом и ментальными конструкциями, которыми оперирует личность.

Воля личности, облаченной в тело, в энергетическую структуру, ограничена тварными энергиями и физическими законами, которым эти энергии подчиняются.

В целом, такое количественное описание психических состояний человека с использованием математического аппарата квантовой теории представляется довольно перспективным.

Одной из гипотез является предположение о том, что сознание - это нечто подобное квантовому компьютеру, т.е. представляет собой вполне материальную макроскопическую квантовую подсистему мозга, которая, благодаря своей квантовой природе, способна чрезвычайно эффективно обрабатывать сенсорную и иную информацию, осуществлять сложные логические операции и т.п., то есть выполнять те функции, которые обычно приписывают человеческому сознанию.

Основной довод в пользу квантовой природы сознания в данном случае заключается в том, что квантовый компьютер потенциально обладает вычислительной мощностью, в миллионы и даже миллиарды раз превосходящей мощность классических компьютеров. Квантовый компьютер с памятью, измеряемой лишь в килокубитах, будет несоизмеримо быстрее, чем классический компьютер с терабайтами памяти.

Идеальное "устройство", созданное природой для приёма и переработки информации – это мозг человека. Если человеческий мозг способен превосходить обычный компьютер в эффективности решения задач определенных классов, что пока несомненно, то, видимо, это возможно лишь в силу того, что он обладает более мощными вычислительными ресурсами, т.е. б'ольшим быстродействием и б'ольшим объёмом доступной памяти.

После того, как в 1994 году П. Шор опубликовал свой квантовый алгоритм факторизации больших чисел, квантовые компьютеры перестали быть экзотической областью научных исследований. Стремительное развитие исследований в этой области за последние годы уже дало вполне конкретные практические результаты - недавно были продемонстрированы действующие модели квантового компьютера. И хотя этот компьютер еще весьма примитивен, возможно, что уже в ближайшем будущем удастся построить квантовые вычислительные устройства, превосходящие любой возможный "классический" компьютер. Таким образом, хотя в мозге пока еще не найдено подходящей подсистемы для "квантовых вычислений", достижения последних лет допускают отнестись к гипотезе "квантового сознания" достаточно серьезно.