Квантовый мозг

Этот спор затрагивает и вопрос обратной разработки мозга. Если можно с успехом построить точную копию мозга на транзисторах, это означает, что мозг предсказуем и детерминирован. Задайте ему любой вопрос и получите всегда один и тот же ответ. Компьютеры детерминированы таким образом и всегда отвечают на один и тот же вопрос одинаково.

Так что, похоже, у нас проблема. С одной стороны, квантовая механика и теория хаоса утверждают, что Вселенная непредсказуема, а потому свобода воли, судя по всему, существует. Но мозг, построенный на транзисторах методами обратной разработки, будет предсказуем по определению. А поскольку такая копия мозга теоретически идентична живому мозгу, получается, что и человеческий мозг детерминирован, а свободы воли не существует. Очевидно, это противоречит первому утверждению.

Небольшая часть ученых считает, что аутентичная обратная разработка мозга невозможна и нельзя даже создать по‑настоящему мыслящую машину – именно из‑за квантовой теории. Мозг, утверждают они, – это квантовое устройство, а не просто набор транзисторов. Поэтому проект обратной разработки мозга обречен на неудачу. В этом лагере, в частности, находится оксфордский физик Роджер Пенроуз – авторитет в теории относительности Эйнштейна; он утверждает, что своим сознанием человеческий мозг, возможно, обязан квантовым процессам. Пенроуз начинает с напоминания о том, что математик Курт Гёдель доказал, что арифметика неполна (т. е. что в арифметике существуют истинные высказывания, которые невозможно доказать с использованием только аксиом арифметики). Но неполна не только математика, но и физика. В конце концов он делает вывод о том, что мозг – это, по существу, квантово‑механическое устройство и существуют задачи, которые не сможет решить ни одна машина, из‑за теоремы Гёделя о неполноте. Человек, однако, справляется с этими головоломками при помощи интуиции.

Аналогично, мозг, созданный методами обратной разработки, каким бы сложным он ни был, все равно будет представлять собой набор транзисторов и проводов. В такой детерминированной системе всегда можно точно предсказать будущее поведение, поскольку законы движения хорошо известны. А вот квантовая система по определению непредсказуема. Все, что можно про нее сказать точно, – это с какой вероятностью произойдет то или иное событие. Все дело в принципе неопределенности.

Если окажется, что копия мозга не в состоянии воспроизвести человеческое поведение, то ученым, возможно, придется признать, что здесь работают непредсказуемые силы (к примеру, квантовые эффекты внутри мозга). Доктор Пенроуз утверждает, что внутри нейрона существуют крохотные структуры под названием микротрубочки, в которых доминируют квантовые процессы.

В настоящее время ученые не пришли к единому мнению по этому вопросу. Судя по первой реакции на выдвинутую Пенроузом идею, можно с уверенностью сказать, что в большинстве ученое сообщество настроено скептически по отношению к его подходу. Наука, однако, – это не состязание в популярности; она развивается через проверяемые, воспроизводимые и опровержимые теории.

Я, со своей стороны, считаю, что транзисторы не в состоянии точно воспроизвести поведение нейронов, осуществляющих и аналоговые, и цифровые вычисления. Мы знаем, что нейроны работают неидеально. Они иногда текут, дают ложные срабатывания, стареют, умирают и чувствительны к окружающей среде. Это свидетельствует о том, что набор транзисторов сможет лишь приблизительно смоделировать поведение нейронов. К примеру, обсуждая физику мозга, мы видели, что если аксон нейрона истончается, то химические реакции в нем уже не могут проходить корректно. Какая‑то часть таких нарушений и ложных срабатываний объясняется квантовыми эффектами. А если попытаться представить себе нейроны более тонкими, плотно упакованными и быстрыми, то и квантовые эффекты проявятся очевиднее. Это означает, что даже у нормальных нейронов существуют проблемы с утечками и нестабильностью, причем как классические, так и квантово‑механические.

В заключение скажу, что робот, построенный методами обратной разработки, станет хорошим приближением человеческого мозга, но не его точной копией. В отличие от Пенроуза, я считаю, что можно создать детерминированного робота на транзисторах, поведение которого внешне будет напоминать сознательное, но свободой волей такой робот обладать не будет. Он пройдет тест Тьюринга. Но мне кажется, что между таким роботом и человеком все же будут различия из‑за тех самых крохотных квантовых эффектов.

Мне кажется, свобода воли все же существует, но это не та свобода воли, о которой грезят крайние индивидуалисты, считающие, что они – полные хозяева собственной судьбы. Мозг испытывает влияние тысяч неосознанных факторов, которые заранее располагают нас к определенным решениям, даже если мы уверены, что принимаем решение совершенно самостоятельно. Это не обязательно означает, что мы лишь действующие лица в фильме, который можно в любой момент перемотать и запустить с начала. Сценарий финальной части фильма еще на написан, так что строгий детерминизм нарушается из‑за тонкого сочетания квантовых эффектов и теории хаоса. В конце концов все мы – хозяева своей судьбы.

Библиография

Baker, Sherry. “Helen Mayberg.” Discover Magazine Presents the Brain. Waukesha, WI: Kalmbach Publishing Co., Fall 2012.

Bloom, Floyd. Best of the Brain from Scientifi c American: Mind, Matter, and Tomorrow’s Brain. New York: Dana Press, 2007.

Boleyn‑Fitzgerald, Miriam. Pictures of the Mind: What the New Neuroscience Tells Us About Who We Are. Upper Saddle River, N. J.: Pearson Education, 2010.

Brockman, John, ed. The Mind: Leading Scientists Explore the Brain, Memory, Personality, and Happiness. New York: Harper Perennial, 2011.

Calvin, William H. A Brief History of the Mind. New York: Oxford University Press, 2004.

Carter, Rita. Mapping the Mind. Berkeley: University of California Press, 2010.

Crevier, Daniel. AI: The Tumultuous History of the Search for Artifi cial Intelligence. New York: Basic Books, 1993.

Crick, Francis. The Astonishing Hypothesis: The Science Search for the Soul. New York: Touchstone, 1994.

Damasio, Antonio. Self Comes to Mind: Constructing the Conscious Brain. New York: Pantheon Books, 2010.

Davies, Paul. The Eerie Silence: Renewing Our Search for Alien Intelligence. New York: Houghton Miffl in Harcourt, 2010.

Dennet, Daniel C. Breaking the Spell: Religion as a Natural Phenomenon. New York: Viking, 2006.

–. Conscious Explained. New York: Back Bay Books, 1991.

DeSalle, Rob, and Ian Tattersall. The Brain: Big Bangs, Behaviors, and Beliefs. New Haven, CT: Yale University Press, 2012.

Eagleman, David. Incognito: The Secret Lives of the Brain. New York: Pantheon Books, 2011.

Fox, Douglas. “The Limits of Intelligence,” Scientific American, July 2011.

Garreau, Joel. Radical Evolution: The Promise and Peril of Enhancing Our Minds, Our Bodies – and What It Means to Be Human. New York: Random House, 2005.

Gazzaniga, Michael S. Human: The Science Behind What Makes Us Unique. New York: HarperCollins, 2008.

Gilbert, Daniel. Stumbling on Happiness. New York: Alfred A. Knopf, 2006.

Gladwell, Malcolm. Outliers: The Story of Success. New York: Back Bay Books, 2008.

Gould, Stephen Jay. The Mismeasure of Man. New York: W. W. Norton, 1996.

Horstman, Judith. The Scientifi c American Brave New Brain. San Francisco: John Wiley and Sons, 2010.

Kaku, Michio. Physics of the Future. New York: Doubleday, 2009.

Kurzweil, Ray. How to Create a Mind: The Secret of Human Thought Revealed. New York: Viking Books, 2012.

Kushner, David. “The Man Who Builds Brains.” Discover Magazine Presents the Brain. Waukesha, WI: Kalmbach Publishing Co., Fall 2001.

Moravec, Hans. Mind Children: The Future of Robot and Human Intelligence. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1988.

Moss, Frank. T he Sorcerers and Their Apprentices: How the Digital Magicians of the MIT Media Lab Are Creating the Innovative Technologies That Will Transform Our Lives. New York: Crown Business, 2011.

Nelson, Kevin. The Spiritual Doorway in the Brain. New York: Dutton, 2011.

Nicolelis, Miguel. Beyond Boundaries: The New Neuroscience of Connecting Brains with Machines – and How It Will Change Our Lives. New York: Henry Holt and Co., 2011.

Pinker, Steven. How the Mind Works. New York: W. W. Norton, 2009.

–. The Stuff of Thought: Language as a Window into Human Nature. New York: Viking, 2007.

–. “The Riddle of Knowing You’re Here.” Your Brain: A User’s Guide. New York: Time Inc. Specials, 2011.

Piore, Adam. “The Thought Helmet: The U. S. Army Wants to Train Soldiers to Communicate Just by Thinking.” The Brain, Discover Magazine Special, Spring 2012.

Purves, Dale, et al., eds. Neuroscience. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2001.

Ramachandran, V. S. The Tell‑Tale Brain: A Neuroscientist’s Quest for What Makes Us Human. New York: W. W. Norton, 2011.

Rose, Steven. The Future of the Brain: The Promise and Perils of Tomorrow’s Neuroscience. Oxford, UK: Oxford University Press, 2005.

Sagan, Carl. The Dragons of Eden: Speculations on the Evolution of Human Intelligence. New York: Ballantine Books, 1977.

Sweeney, Michael S. Brain: The Complete Mind: How It Develops, How It Works, and How to Keep It Sharp. Washington, D. C.: National Geographic, 2009.

Tammet, Daniel. Born on a Blue Day: Inside the Extraordinary Mind of an Autistic Savant. New York: Free Press, 2006.

Wade, Nicholas, ed. The Science Times Book of the Brain. New York: New York Times Books, 1998.