Съзнанието е квантово свойство на структурата на Вселената

съзнанието

Въпросът, какво представлява съзнанието, е занимавал човека от незапомнени времена. Прочутият физик теоретик, професор от Оксфордския университет Роджър Пенроуз и анестезиологът, невробиолог, професор от Центъра по изучаване на съзнанието към Аризонския университет в Тусон Стюарт Хамероф разработват от 80-те години на ХХ век теория на квантовата природа на съзнанието.

Lenta.ru е разговаряла с проф. Хамероф при неговото посещение в Москва, организирано от Московския център за изследване на съзнанието.

Квантовата природа на съзнанието

В своята книга, излязла през 1989 година, Роджър Пенроуз казва, че съзнанието е нещо повече от работа на изчислителна система. Например феноменът разбиране изисква още нещо. Компютърът може да играе добре на шахмат, но не разбира тази игра. На този проблем е посветен мисленият експеримент на Джон Сърл за китайската стая, който подразбира, че всеки човек може да се обучи да сглобява думи от йероглифи, без да разбира езика.

Тоест разбирането не може да бъде изключително изчислителна функция и затова, по метода на изключването, Пенроуз е стигнал до извода, че всичко опира до колапса на вълновата функция. Както вече споменахме, възникващите в резултат на такива събития моменти на съзнание са фрагментирани и безсмислени като настройващ се оркестър и той трябва да се организира…

В началото на 80-те години вече в продължение на 20 години изучавах микротубулите (микротръбичките) на главния мозък и смятах, че именно в тях протича обработката на информация (изключително в класическо разбиране – не разглеждах ролята на квантовата механика). Но един човек ме наведе на мисълта, че този подход не хвърля светлина върху проблема съзнание. „Да, ти говориш за изчисления, ти си редукционист, но как всичко това обяснява преживяванията, любовта, радостта, емоциите?“ И ми не наложи да призная, че нямам отговор на този въпрос. Именно този човек ме посъветва да прочета книгата на Пенроуз.

Направих го и разбрах, че той описва механизма на съзнанието, който се заключава в колапса на вълновата функция. На повечето тогава тази теория изглеждаше странна и екзотична (на мен – също), но помислих над нея и разбрах, че тя е единственото логично обяснение на този феномен.

Пенроуз не описваше структурата, която би могла да изпълнява функцията на биологичен квантов компютър, организиращ пълноценното съзнание. И микротубулите, предполагаемо управлявани от квантови ефекти, можеше да се окажат тази структура. Казах за това на Пенроуз.

В средата на 90-те години ние заедно стигнахме до теорията на организирана обективна редукция. Тази теория бе посрещната с насмешка и скептицизъм. Тя коренно се отличаваше от всяко друго обяснение на съзнанието, макар отлично да се съгласуваше с процесите, протичащи в мозъка (други теории, описващи архитектурата на познанието, се нуждаеха от още нещо, съществуващо на по-ниско ниво).

Но най-много ни критикуваха за квантовата кохерентност. Тогава се смяташе, че тя е невъзможна при телесна температура. Правени са опити да се създаде квантов компютър (и досега се предприемат) и всичко опираше до проблема на декохеренцията. Топлината нарушава квантовото състояние, затова прототипите на такива машини работят само при абсолютната нула. И ето че изведнъж някои си казват, че това се случва в мозъка при температура 36,6 градуса!

Но ние казвахме, че за милиарди години развитие на биологичните системи природата е намерила начин за решаване на този проблем. Преди десет години бе установено, че растенията използват квантова кохерентност в процеса на фотосинтеза. Погълнатите фотони се превръщат в енергия, която се разпространява през цялата група на хромофора едновременно. Тоест енергията едновременно се насочва по няколко пътя, намирайки се в състояние на суперпозиция, за да достигне част от белтъка, където се преобразува в хранителни вещества. Така растенията оцеляват и ни дават храната, която ядем. Това е изключително ефективен процес и без него нас можеше да ни няма.

Ако растенията правят това, то същото може да се случва и в нашия мозък. Действително белтъците на микротубулите притежават подобен набор хромофори, с изключение на това, че тези белтъци са съединени помежду си. По този начин тук квантовите състояния се съхраняват в продължение на дълго време на продължителни дистанции. Това благоприятства възникването на квантови суперпозиции и квантово изчисление, памет и предаване на информация, което води до формирането на пълноценния съзнателен опит, който ние притежаваме.

Повечето невробиолози ще кажат, че паметта се заключава в синаптичната пластичност, чувствителността на всеки отделен синапс в невронната мрежа, която предава информацията по определени маршрути. Възможно е и да е така, но синаптичните белтъци, отговарящи за чувствителността на всеки синапс, съществуват от няколко часа до няколко дни, а в паметта много неща се съхраняват за цял живот.

Известно ни е, че синапсите се управляват от процеси, протичащи в микротръбичките. По-скоро паметта се съхранява в тях на определено ниско ниво. Аз и моите колеги Тревис Кредък и Джек Тужински изяснихме, че хексагоналният холоензим СaMKII може да кодира шест бита информация в белтъчната решетка на микротубулите, което се съгласува със съхранение на паметта именно в микротубулите.

Някъде (например в източната философия) смятат, че паметта се намира в структурата на Вселената, а нашият мозък действа подобно на тв приемник, който се настройва към нея. Тоест в мозъка няма памет. Аз не съм съгласен с това. Във Вселената може да има нещо, към което да сме способни да се настроим, но паметта по-скоро се кодира в микротубулите.

Субективен опит

Съзнание, субективен опит, феноменално съзнание – всичко това са думи. Има апокрифна шега за това, как на конференция по изучаване на съзнанието нейните участници искали да обяснят този феномен, но решили първо да му дадат определение. Надявали се да се оправят за ден, но изминала седмица и те все още спорели над формулировката. Не зная дали е уместно, но ще цитирам прочутата фраза на Потър Стюарт от Върховния съд на САЩ, който бил помолен да каже що е то порнография. „Никога няма да съумея да ѝ дам адекватно определение, но ще я позная, когато я видя.“

Струва ми се, че знаем, какво представлява съзнателното разбиране, тъй като то съществува у всеки. Разбира се, вие може да се окажете зомби, престорил се на журналист. Аз също може да съм зомби, същество без съзнание, което просто е обучено да говори за него. Но ние приемаме присъствието на съзнанието ни като даденост – имаме преживявания, емоции, субективен опит…

Не всяко съзнание се нуждае от определено „аз“. Самосъзнанието е само една от неговите форми. Ние може да страдаме от болка, да имаме прости преживявания, които не са привързани към нашето „аз“. Така че самосъзнанието е повече от развит и комплексен феномен, в който влизат паметта, чувството за единство и индивидуалност. Но както смятам, изблици на ниско ниво на съзнанието могат да протичат извън определено „аз“.

Тяло без съзнание и съзнание без тяло

Тялото и съзнанието може да бъдат разделени. Съществуват пациенти, които се намират в състояние на безсъзнание – поради увреждане на мозъка или под анестезия. По този повод се водят спорове, но аз съм анестезиолог с 40-годишен стаж, аз вземам съзнанието и го връщам обратно.

Тялото живее, сърцето бие, главният мозък работи – при него се наблюдават известни забавяния на електрическата активност, която може да се измери. Гръбначният мозък обменя сигнали с главния (ние измерваме активността на гръбначния мозък при операции върху него), но съзнание липсва. То се изключва с помощта на анестезия и се връща.

В примерите, които дадох, не е задължително съзнанието да е отделено от тялото, макар че смятам, че при определени обстоятелства извънтелесните преживявания са възможни. Хората, преживели клинична смърт, разказват за такова състояние и разбира се, мнозина говорят за задгробен свят и други подобни неща.

Струва ми се, че това е възможно, тъй като смятам съзнанието за квантово свойство на структурата на Вселената. То протича в главния мозък, а ако сме по-точни – в микротубулите, но при определени обстоятелства е способно да възниква в геометрията на пространство-времето на по-висока честота, на по-дълбоко ниво от структурата на Вселената, оставайки при това единна същност благодарение на квантовото заплитане. Така че да, единно „аз“ може да съществува, или поне известно време (а възможно – и безкрайно) на висока честота без привързаност към биологична структура.

Роджър Пенроуз и аз въведохме определението протосъзнание, проста проява на съзнание, което протича повсеместно, с всеки колапс на вълновата функция. Атомите на всеки материален обект, на локално ниво, или други негови компоненти могат да приемат квантова суперпозиция, която след това колапсира, преживявайки моментите на феноменален опит. Това не е задължително да е субективен опит, тъй като за него се изисква „аз“. Но протосъзнанието е навсякъде.

Смятам, че мозъкът и неговите микротубули организират протосъзнанието в това съзнание, което преживяваме ние. Има добра метафора: когато отидете в консерваторията, оркестърът се настройва преди изявата, всеки музикант свири своя нота или мотив, но като цяло това не е музика. А след това звучи Моцарт или Рахманинов, рокендрол или джаз. Разликата между шума и музиката може да се сравни с разликата между протосъзнанието и съзнанието…

Така наречената копенхагенска интерпретация извежда съзнанието извън рамките на науката, тъй като не обяснява какво представлява то. Съзнанието се представя като някаква загадъчна същност, предизвикваща колапс. Копенхагенската интерпретация решава проблема на суперпозицията и измерванията са много прагматичен подход.

Но аз не съм съгласен с това. Напротив, смятам, че колапсът поражда съзнанието. Според идеята на Роджър Пенроуз за обективната редукция вълновите функции, суперпозицията, когато квантовото състояние на обекта не е определено, се явяват изкривяване на пространство-времето в две различни посоки. Ако си представим, че то продължава неограничено, то за всеки изход ще бъде необходима своя Вселена и това се съгласува с интерпретацията за множествените светове на квантовата механика.

Роджър не казва, че суперпозицията е нестабилна и колапсира сама след изминаването на определено време, което води до момента на феноменален опит. В копенхагенската интерпретация съзнанието е причина за колапса, а ние смятаме, че колапсът е причина за съзнанието, по-точно колапсът е самото съзнание. Това е теория на идентичността.

Фундаменталната природа на съзнанието

Съзнанието е фундаментално. Или поне протосъзнанието. Това е свойство на Вселената, тъй като квантовата суперпозиция се случва на субатомни мащаби (да, и в по-големи) навсякъде – например в тази маса. Обикновено тези суперпозиции и самоколапси са разединени, безсмислени. Възможно е те да носят някакви преживявания или опит, но поради разединеността не създават памет. Ето това се нарича декохерентност.

Затова за организирането на протосъзнанието в субективен опит е необходим мозъкът и неговите микротубули. Но колапсът е фундаментален, несъкратим. Той предотвратява разклоняването на Вселената на множество светове, а това означава, че позволява да се отхвърли интерпретацията за множествени вселени.

Трудният проблем съзнание – това е описание на феноменалния опит, невинаги следващ от процесите на изчисления, протичащи в мозъка или процесите, които според някои протичат в него. То е дадено от философа Дейвид Чалмърс. Именно той отбелязва, че ние принципно може и да сме зомбита, които се държат като разумни същества, без да имат съзнание като такива. Така че трудният проблем се състои в разликата между зомбито и съзнателното същество, а какво представлява тази разлика, е голям въпрос.

Както смятаме Роджър Пенроуз и аз, съзнанието се заключава в организирания самоколапс на вълновата функция, протичащ в мозъка на много висока честота, и затова у нас възникват кратки моменти на съзнателен опит, достатъчно чести за създаването на впечатлението за непрекъснат поток на съзнание.

Моята и на Роджър позиция е близка до неутралния монизъм на Бъртранд Ръсел, който подразбира една единна плоскост на събитията, състояща се от геометрията на пространство-времето, постоянно привеждана в суперпозиция, в резултат на което възникват определени състояния на материята и като следствие – моменти на съзнание.

Повечето смятат, че първоначално се е зародил биологичният живот, а след това – съзнанието като следствие от сложни изчисления, протичащи благодарение на взаимодействието на невроните. Но аз смятам, че някои моменти на протосъзнание, възникващо във всички материални обекти, носят приятни преживявания.

Те са протичали във Вселената преди зараждането на живота и, например, неотдавна прочетох публикация, в която се казва, че в първичния бульон, където се е родил животът, са възниквали моменти на съзнателни преживявания. Те са осигурявали обратна връзка, оптимизираща преживяванията, за функцията на приспособеност, самоорганизация. Стремежът към приятни преживявания е стимулирал еволюцията и възможно е довел до формирането на гените.

Така че животът не се стреми към оцеляване на своите гени, както казва например Докинс. Аз смятам, че животът се е зародил и еволюира за получаване на максимално удоволствие – не само в хедонистичен смисъл (макар че това също е важно), но и от гледна точка на алтруизма (по-приятно е да даваш, отколкото да вземаш), духовно удоволствие, любов и така нататък…

Общо взето, според мен, протосъзнанието е предшествало живота, а животът е възникнал и се развива, за да усъвършенства съзнанието и съзнателните преживявания като цяло. В този смисъл съзнанието е катализатор на еволюцията на живота.

Може дори да се твърди, че съзнанието движи развитието на Вселената. Съществуват около 22 физични променливи, идеални за възникването на живот, звезди и съзнание. Ако те бяха малко по-различни, нас нямаше да ни има. Защо те са именно такива? На този въпрос има два типа отговори: силен и слаб антропен принцип.

Според слабия всичко опира до изместване на отбора, подразбиращо съществуването на множество пресичащи се Вселени, и само в една от тях – нашата, физичните променливи са идеални за живот. Ние можем да зададем този въпрос само в нея, тъй като тук има разумни създания. Но аз намирам изискването на необходимостта от множество Вселени за неудовлетворително, неподлежащо на проверка. Макар тази хипотеза да е доста популярна, струва ми се, че тя е неправилна.

Силният антропен принцип гласи, че съзнанието по някакъв начин служи като катализатор за развитието на Вселената в посока на оптимизация на физичните променливи. Роджър Пенроуз смята, че Големият взрив е бил предшестван от епохи, следващи една след друга, които също са завършвали с големи взривове.

Възможно е във всеки цикъл физичните параметри на Вселената да са еволюирали и мутирали в посока оптимизация на съзнанието, тъй като то е един от параметрите, осигуряващи обратна връзка.