И квантовата механика, и съзнанието имат толкова много загадъчни черти, че в някакъв смисъл точно това довежда до търсенето на специфични връзки между тях. Много по-рано изразих скептицизма си относно това, какво послание за разбирането на човешкото съзнание можем да получим от квантовата физика, самата тя още не интерпретирана достатъчно ясно. Разбира се, горните твърдения преследват заинтригуването на читателя, а не обяснението на най-важните мотиви за изследване на тези връзки. Един от мотивите безспорно е физикалисткият редукционизъм, но той съвсем не е единственият.
14.1. “Квантовият обрат” в теориите за съзнанието
Връзките съзнание – квантови процеси могат да се търсят двупосочно – като квантови ефекти в мозъка, от една страна, и като значение на съзнанието за интерпретирането на квантовата механика. Развитието на редица информационни технологии на квантов принцип (квантови изчисления, квантова криптография и др.) допринася за затвърждаването на тези търсения. По думите на един от най-известните съвременни философи, който слага началото на “квантовия обрат” в теориите за съзнанието – Д. Чалмърз, “Днес по-голямата част от науката изглежда включва запълването на празноти в рамката. Но стигне ли се до днешната наука за съзнанието, нещата са наопаки – добиваш чувството, че никой не знае нищо.”[1]
Картината може би не е толкова драматична, но е истина, че в резултат на дългото господство на бихевиоризма в американската психология съзнанието е било едва ли не забранена дума и едва последното десетилетие на 20 в. поставя с пълна сила въпроса за адекватна интердисиплинна теория за съзнанието с ясно поставени задачи. Сензационната статия на Чалмърз “С лице пред проблема за съзнанието”[2] очертава такъв тип задачи и предлага скица на възможна теория от изисквания тип. След това изследванията му се насочват към конкретни аспекти на тази теория и затова днес, 10 г. по-късно, все още не разполагаме с напълно развита “версия на Чалмърз”. Така или иначе, наред с другите най-популярни квантови модели на съзнанието аз ще се спра в съответния момент на неговата програмна статия.
Логично е да се допусне, че след като квантовата механика като най-дълбока база на съвременната физика се опитва да даде пълна теория на света, представителите на квантовия подход ще бъдат от групата на онези, които свързват съзнанието с “поведението” на материалния мозък. Достатъчно изненадващо обаче “квантовиците” се разпределят както в лагерите на материализма и дуализма, така и на чистия идеализъм. Интересно е да се разбере защо става така, затова ще изследваме епистемологическите предпоставки на различните модели, водещи към различна метафизика на съзнанието. Другите фактори, които играят роля в общата конструкция на разнообразните теории, са неврофизиологичните данни, които се прилагат на различни равнища на обяснение и описание на мозъчната дейност, и различната “употреба” на квантовата теория.
Макар исторически философията и психологията да са първите дисциплини, изследващи връзката между съзнанието и материята, постепенно към тях се присъединяват и други, “последните” от които са физиката на сложните системи и квантовата физика. Това е напълно естествено, защото от гледна точка на сложността мозъкът заема едно от първите места в класациите на сложните системи, с които науката се сблъсква. Затова изглежда логично да се очаква, че изучаването на съзнанието ще спечели от подходите към сложните системи. Логично е и допускането, че в мозъка протичат квантови процеси, след като такива са изобщо процесите, лежащи в основата на света какъвто го знаем от физиката днес. Тук обаче има проблем. Проблемът е в разликата между равнищата на обяснение и непрекъснатостта между тях. От силните, слабите, електромагнитните и гравитационни взаимодействия до мозъчната дейност, която се свързва със съзнанието, може да има както непрекъсната пътечка, така и цяла пропаст. Въпросът е именно за каузалната ефективност и релевантността на квантовите процеси спрямо тази дейност.
Онова, което мотивира този вид изследвания на съзнанието, са два процеса, идващи от различни посоки. Единият е философски и датира още от началото на 20 в. Като негова съставляваща на първо място трябва да бъде посочен проблемът за свободната воля. Както споменахме няколко пъти, съзнателният свободен избор и решение са проблематични в един детерминистичен свят. Това най-вече е светът на Нютоновата физика, разбирана в широк смисъл. Затова мнозина смятат, че неопределеността на квантово равнище би могла да допринесе за осмислянето на свободната воля по нов начин.
Проблематичността в това осмисляне обаче си остава, най-вече поради факта, че случайността на квантово равнище не е просто признак за нашето незнание относно по-специфични описания (например статистическия детерминизъм) на макрофеномените, както при класическата физическа теория. Квантовата неопределеност дава примери за процеси, които са независими от епистемичната представа за случайност – спонтанни емисии на светлина, радиоактивен разпад и др. Затова учените започват да гледат на неопределеността като фундаментално свойство на природата, което при това се отнася за индивидуални квантови събития, докато наборите от такива събития си остават статистически определени. Следователно, индетерминизмът на индивидуалните събития на квантово равнище се подчинява на ограничения от типа на статистическите закони. Като добавим и принципите на допълнителността и “преплитането”, ясно е защо такива класици на квантовата теория като Н. Бор, М. Планк и др. си правят труда да размишляват над значението на тези принципи за свободната воля.[3]
Квантовите подходи към съзнанието се стремят преди всичко към обяснение. Във физиката обикновено се говори за причинните връзки (като елемент от обяснението) като за взаимодействия. Например, четирите основни вида взаимодействия са електромагнитни, слаби, силни и гравитационни и към тях се прибягва за обясняването на наблюдаваните във физическите системи корелации. Как обаче да се приложат те към връзката съзнание – материя, след като съществуващото знание в тази област се състои горе-долу само от описания на емпирични корелации между материални и ментални състояния?
Наистина, интересно е да се знае (и даже в някои случаи полезно), че определена област в мозъка се активизира по време на даден вид съзнателна дейност. Това обаче не обяснява защо възниква съответното активизиране – от което следва, че за да се говори за причинни връзки между съзнанието и материята, е необходимо още нещо (или неща). Затова повечето философи избягват да говорят за причинни връзки, ограничавайки се само с “връзки” или “отношения”.
Тези отношения обикновено се разглеждат като преки, от което произтичат монистичните и дуалистичните решения. Ако обаче те се разгледат като непреки, т.е. при посредничеството на някаква трета категория, получаваме двуаспектните теории от типа на тези на Спиноза, Фехнер (1861) и Вунд (1911) (виж т. 2.2.) и техните съвременни последователи Г. Стросън и Д. Чалмърз. Заедно с времената обаче се менят и терминологиите. Днес много автори предпочитат вместо за ментални и материални състояния да говорят за перспектива от първо лице и перспектива от трето лице. С терминологиите пък се менят референтите и така разликата между непосредствения съзнателен опит – квалиите, и тяхното описание – бихевиористко, невронално или биофизическо – става един от централните проблеми на философията на съзнанието.
14.2. Неврофизиологичните описания и квантовият подход
Като си припомним определението на “състояние”, дадено в т. 3.1.1, можем да кажем, че менталното състояние има свое (хипотетично) пространство поради това, че се характеризира с различни съ-съществуващи свойства, от които зависи стабилността на състоянието. В зависимост от съотношенията на тези характеристики състоянията могат да бъдат определяни като повече или по-малко стабилни, като стабилните траят по-дълго от т.нар. мета-стабилни и нестабилни състояния. Именно в стабилните състояния възникват репрезентациите, които кодират съзнателно възприемани съдържания. Дотук всъщност говорим за психологическо описание, а въпросът е на каква неврофизиологична база се опират изброените видове състояния? И още по-важно, кой е неврофизиологичният корелат на стабилното състояние, т.е. на съдържателната репрезентация?
Стандартното схващане приема, че репрезентациите корелират с активността на групи свързани помежду си неврони, така че групите, излъчващи сигнали по-често в сравнение с обичайното, са носителите на репрезентацията. За да бъде това състояние стабилно, е необходим много деликатен баланс между връзките на възбуждане и задържане. Например, ако дейността на неврона е монотонна, т.е. той излъчва толкова повече импулси, колкото повече входящи такива получава, групата трудно ще се стабилизира. Затова тези схващания не обясняват добре феномена на репрезентацията и отварят път за подобряването на моделите чрез по-добре дефинирани елементи от квантовата теория.
Класически разбраните квантови ефекти могат да имат значителна роля и при анализа на поведението на индивидуалните неврони и връзките между тях, изграждащи отделните групи. Както многократно се спомена, връзките между индивидуалните неврони се наричат синапси. Те могат да бъдат електрични или химични в зависимост от това дали предават сигнала по електричен или по химичен начин. При електричните синапси токът, породен от активния потенциал на предишния неврон, протича направо в следващия. Всъщност невроните нямат пряк допир – те се свързват чрез така наречения свързващ процеп. Тук просто е неибежна аналогията с това, как Платон си е представял висшето познание, осъществявано чрез разума (“нус”). Диалектическото мислене като такъв висш тип се стреми към началото, избягвайки образите и ръководейки се от чистите идеи. В “Държавата” 511 b-c Платон отбелязва, че за диалектиката хипотезите са само “трамплин” на порива към висшето. Както посочва А. Доброхотов, “разумът, като че ли опирайки се на поставката на хипотезата, подскача и се опитва да се докосне до “безпредпоставъчното начало”. След като го докосне, той приключва работата си, без да използва сетивни образи, а само идеи и техните взаимовръзки.” [4] Следователно, Платон по някакъв начин си е давал сметка за липсата на пряка връзка между телеснообвързаната разумна способност и нейния обект, който е нещо следващо, нещо отдалечено, нещо извън директния контакт. Струва ми се, че той сякаш е пред-схващал интуитивно, че и между материалните носители на мисълта – от днешна гледна точка – невроните, няма директен контакт: така както съвременната неврофизиология е доказала, че невроните не се допират помежду си. Това е красива аналогия, която нищо не доказва, но ме кара да се възхищавам от чисто умопостигаемите прозрения, на които човек е способен, какъвто е случаят с Платон.
При химичните синапси също има процеп между съседните неврони. Затова за да се предаде сигналът, е необходим невротрансмитер, който се освобождава в края на първия от двата неврона във връзката. Трансмитерът прониква през процепа и се свързва с рецепторите на мембраната на втория неврон, отваряйки йонен “канал”. Химичното предаване на сигнали е по-бавно от електричното. Моделът на сър Дж. Екълс и неговият последовател и сътрудник Ф. Бек[5] използва конкретни квантовомеханични елементи при обяснението на този процес. Обаче Х. Атмънспекър описва още един модел, който според него е от съществено значение за поддържането на металните репрезентации. Този модел, разработен през 2000 г. от Х. Флоър[6], показва ролята на определен вид рецептори[7] за формирането на стабини невронни групи. Флоър е използвал резултатите от прилагането на анестетици, които блокират тези рецептори и водят до изпадане в безсъзнание. Особеното е, че в този модел квантовата физика не играе никаква роля. Вижда се, следователно, че и на емпирично равнище проблемът за необходимостта от квантов подход не може да се реши. Модели с еднаква обяснителна сила могат да не използват квантови черти.
Въпреки това изследователите навлизат още по-надълбоко в мозъка, “спускайки се” от равнището на невронните групи през единичните неврони до вътрешната структура на отделния неврон. И тук също се предполагат квантови процеси, които да изпълняват обяснителна роля относно съзнанието. Тези изследвания са насочени към така наречения цитоскелет (вътрешното “скеле” на клетката), който се състои от протеинови мрежи, изградени от два вида структури. Едните са влакънца, а другите – дълги, твърди цилиндрични образувания с диаметър 20 - 25 нанометра, направени от протеина тубулин (в 13 негови разновидности), които клетката използва за да регулира формата си и да контролира движенията си. Именно тубулините са субстратът, който според модела на Пенроуз и Хамероф, е отговорен за съзнанието, като предпоставката е, че е възможна квантова кохерентност между различните тубулини и под влиянието на гравитацията колапсът на такива тубулинови състояния съответства на базисните актове на съзнанието. В това отношение и българските неврофизиолози имат съществен принос, като за мен една от най-интересните нови статии беше тази на Д. Георгиев от Медицинския университет във Варна[8], който представя собствен модел “в защита на макроскопските квантови събития вътре в и между нервните клетки.”[9]
Изложеното дотук представлява необходимият увод в някои основни механизми и елементи на мозъка и неговата дейност, без които квантовите подходи и техните постижения и проблеми при опитите за обяснение на съзнанието не биха могли да бъдат разбрани. Преди 30 г. студентите по философия в България изучаваха задължително дисциплината “анатомия и физиология на висшата нервна дейност”, защото се смяташе, че въпросът за съзнанието е ключов във философията. Впоследствие нещата се промениха и отпадането на тази дисциплина вероятно е допринесло в някаква степен за относителното затихване на дискусията около проблемите на съзнанието. Днес бъдещите философи трябва да разчитат на знанията си по биология от средното училище, а те не винаги са достатъчни.
В тази част на текста е необходим също така някакъв обзор на начините, по които квантовата теория може да се използва при изследването на съзнанието. От една страна, много тълкувания на връзката квантова теория – съзнание са чисто метафорични. Термини като струпване (entanglement), суперпозиция, колапс, допълнителност и пр. се използват без нарочни дефиниции. Можем да открием просто постулиране на интерпретируемостта на съзнателните актове (по аналогия с физическите актове на измерване), или на корелациите между психологическите системи. Макар понякога вдъхновяващи, подобни метафори не са предмет на настоящото изложение.
Всъщност вече отбелязахме, че квантовите подходи датират още от 30-те г. на 20 в., като някои от тях имат представители и в 21 в., разбира се, стъпвайки на последните развития в квантовата физика. Като примери могат да се посочат биологът А. Лотка, който през 1924 г. – при самото раждане на квантовата теория, предполага, че съзнанието контролира мозъка чрез модулирането на квантовите преходи, защото при липсата на такъв контрол последните биха довеждали до напълно случайно съществуване на менталните феномени.[10] Тази чисто идеалистическа теза всъщност разказва нещо за връзката съзнание – материя на мозъка, но не обяснява нищо.
Най-дълга история обаче има подходът на фон Нойман от 30-те г. на 20 в., подет от Вигнер и защитаван днес от Стап.[11] Третият специфичен подход е с начало през 60-те г. и днес се подкрепя от Витиело. Четвъртият е споменатият вече вариант на Бек и Екълс от 90-те г. Всички тези модели се опират на съвременното състояние на квантовата теория, но има и такива, които се опитват да екстраполират някои идеи към една бъдеща квантова теория. Към тази категория се отнася моделът на Пенроуз, подкрепян от Хамероф. От гледна точка на някои от предпоставките на този модел, а именно детайлите на квантовата гравитация, става дума за една все още предстояща теория.
Накрая не може да не се отбележи наличието на подходи, надхвърлящи самата квантова физика. Става дума за формално генерализиране на понятия като допълнителност и преплитане, така че те да бъдат приложени както към материалната, така и към менталната област. В първата глава нарекохме този подход двуаспектна теория, основана евентуално на “неутрален монизъм”, и от всички варианти, които съществуват днес, смятам да представя този на Чалмърз, защото е най-ясен, макар и далеч от развита теория.
14.3. “Квантовият идеализъм” на американския физик Хенри Стап.
Стап започва с критика на неспособността на класическата физика да обясни съзнанието. “В алтернативния подход ролята, която играе съзнанието, когато някой наблюдава и видоизменя своите собствени емоционални състояния, е тази на един вътрешно–същностно активен и физически ефикасен процес, където менталното действие влияе на мозъчната активност по начин, съгласуващ се със законите на физиката.”
Както вече казахме, Стап се опира на приносите на Нойман за концептуалната разлика между наблюдател и наблюдавано, и на Вигнер за това, че именно съзнанието е извършващото квантовите замервания, и настоява, че класическата физика не може да обясни съзнанието, защото не е в състояние да покаже по какъв начин цялото може да бъде повече от сумата на частите си. По-нататък Стап заявява: “Ключовото философско и научно постижение на основателите на квантовомеханичната теория бе да осъществят рационално съгласувано и практически полезно съединяване на два вида описания, които, взети заедно, обхващат основанията на науката.”
В квантовата механика самите отношения цяло-част са различни от тези в макросвета. Към интерпретацията на Хайзенберг, че реалността е последователност от “свивания” (колапси) на вълновите функции (при което типично се освобождава напрежение), сиреч от квантови прекъсвания, Стап добавя онтологията на Фон Нойман, която въвежда наблюдателя и инструмента на наблюдението като части от състоянието на системата. Така състоянието на вселената може да се опише чрез вълнова функция, която е “компендиум” (съкратена форма) на всички вълнови функции; тях всеки от нас може да доведе до колапс, ако ги наблюдава. Светът, следователно, е съвкупност от субективни актове, макар че е в същото време обективен. Тази позиция може да се класифицира като особен вид идеализъм, доколкото всичко съществуващо е субективно знание. Светът не е “за” материята, а за субективния опит, квантовата теория не е за материята, а за възприемането на материята. Аналогията с философията на епископ Баркли е повече от очевидна.
Моделът на Стап се състои от три части. Ето как го реконструира Скаруфи: “Реалността е последователност от дискретни (прекъснати) събития в мозъка. Всяко събитие е нарастване на знанието. Знанието идва от наблюдаващите “системи”. Всяко събитие се поражда от три процеса, които действат едновременно.”[15] Първият е наречен “процес на Шрьодингер”, който се подчинява на механистичния детерминизъм. Това означава, че всяко състояние на системата може да бъде предвидено на основата на предишното състояние. Подобен детерминизъм е характерен за нютоновата механика. Там ние можем да използваме уравнения за изчисляване на кое да е състояние на системата във време Т1, стига да са дадени параметрите й в Т0. Разликата с квантовата теория е, че състоянието на системата се описва като набор от възможности, а не като една единствена възможност, която е фактическото състояние на системата.
Вторият процес е наречен “процес на Хайзенберг” и се състои в съзнателния избор, който правим. Интерпретацията на Стап на квантовата теория приема, че ние можем да знаем нещо само ако зададем на природата съответния въпрос, следователно имаме някакъв контрол над нея. Видът на въпроса се отразява в промяна на състоянието на вселената. Така актуалните събития са всъщност двусмислени – те включват промяната в състоянието в сравнение с времето преди наблюдението и начина, по който наблюдателят преживява промененото състояние. Получава се една “хибридна онтология”, съдържаща качества, които са едновременно “подобни-на-идея” и “подобни-на-материя.”[16] Според Стап, така нареченият ефект на Зенон илюстрира процеса на задаването на въпрос към природата: ефектът на Зенон е феноменът на предотвратяване на еволюцията във времето на дадена система в резултат на често замерване на състоянието й, получаващ се, когато ние дълго време наблюдаваме (чрез много бързи намеси) някакъв обект, който поради това “замръзва”[17]. Именно решението кой обект да наблюдаваме, което ние вземаме съзнателно, води до промени – иначе нищо не би се случило в света. В този смисъл Стап намира, че съзнанието има каузален ефект върху действителността. От неврофизиологична гледна точка съзнателните събития съответстват на квантови колапси в състояния, намиращи се в отношение на суперпозиция, които се осъществяват на равнището на макроскопичната мозъчна дейност. (Суперпозицията e квантовомеханичен феномен, съгласно който преди измерването, респ. наблюдението, една частица е сливане на всичките си енергийни състояния – тя не съществува в едно единствено състояние и трябва да се разглежда като съставена от всички тях по едно и също време. Съответно това е сумата от разпределението на вероятностите, репрезентиращи възможните състояния на системата.[18])
Третият процес е “процесът на Дирак”[19], който дава отговор на въпроса, който сме задали на природата. Природата отговаря и, доколкото можем да знаем, отговорът е произволен. Така или иначе, знанието ни се е увеличило, а това е промяна в състоянието на вселената, което пряко съответства на промяна в състоянието на мозъка. Осъществява се редукция на вълновата функция, съвместима с наученото.
Оценките за модела на Стап се разминават. П. Скаруфи без колебание класифицира този модел като триаспектен, или “триделен идеализъм”, доколкото три процеса определят функционирането на съзнанието и водят към триадична онтология: физически аспект на природата, който е компендиум от субективно знание, съзнателният акт на задаването на въпрос, който актуализира преход от едно състояние в друго, и външен избор от страна на природата – нейният произволен отговор на нашия преднамерен въпрос. “Стап съживява идеализма, показвайки, че квантовата теория е за знанието, а не за материята. Вселената е хранилище на знание, до което ние имаме достъп и върху което нашето съзнание има контрол.”[20] Обобщавайки, Стап отбелязва: “Културно релевантен начин за оформяне на тази промяна е да се каже, че съвременната физика напоява достопочтения и терапевтично полезен термин “психодинамика” със строга неврофизична ефективност.”[21]
Атмънспекър намира, че основната част от модела на Стап е вариант на двуаспектната теория, тъй като разглежда взаимодействието съзнание-материя пряко. Само по въпроса за потенциалността на състоянията има намек за непряко взаимодействие, но това не прави модела като цяло триделен. Аз подкрепям оценката на Атмънспекър, защото по думите на самия Стап, “описанията от първия вид са обяснения на психологически преживени емпирични находки... Описанията от втория вид са спецификации на физически свойства, изразени чрез приписването на математически свойства на точки в пространство-времето, и формулиращи закони, които детерминират как тези свойства еволюират във времето.”[22] Освен това, дори и в тази най-нова версия от 2005 г. на модела липсва формализация, която да покаже евентуалната нелинейност на отношението материя – съзнание. Така или иначе, Стап и неговите съавтори-психиатри настояват, че “Нашите преднамерени избори не са нито излишни, нито епифеноменални ефекти, а по-скоро фундаментални динамични елементи, които имат каузално действие, приписвано им, както изглежда, от обективните данни.”[23]
14.4. Теорията за квантовото поле на материално-менталните състояния
През 60-те г. Л. Ричарди и Х. Умезава предлагат да се употреби формализмът на квантовата теория на полето за описание на мозъчни състояния, главно свързани с паметта. Идеята се подема от Г. Витиело.[24] Задачата, която той си поставя, е да се схване паметта като състояния на системи, изградени от множество частици като нееквивалентни репрезентации на вакуумни състояния на квантовото поле. Приносът на Витиело към първоначалните намерения се състои във включването на ефектите на разсейване, хаос и квантов шум (предизвикан от дискретната или корпускулярна природа на светлината и други късовълнови електромагнитни лъчения[25]).
Квантовата теория на полето поражда безкраен брой репрезентации на комутативните отношения, съществено различаващи се от стандартната интерпретация на Шрьодингер. Тези репрезентации са резултат от спонтанно нарушаване на симетрията, когато вакуумното състояние варира независимо от консервативните закони на системата, които предписват определена група от промени. Щом симетрията се наруши, пораждат се колективни форми, които се разпространяват в системата и водят до широкообхватни корелации в нея. Те са основата на подредени схеми, които според Витиело представляват съгласуваната дейност на невронните групи.
Тази дейност на групите от неврони е условието за кодиране на съдържания, които са достъпни за съзнанието, и за неин източник се приемат външните стимули. Ако групата не се активира, съдържанията остават неосъзнати. Витиело взема предвид разсейването, което е възможно при взаимодействие на системата с околната среда, а това предизвиква копиране на колективните форми в средата. Оттук стават възможни безкраен брой вакуумни състояния, но с краен “живот”, като по този начин се обясняват ограниченията на паметта във времето.[26] Накрая разсейването образува “стрела на времето”, т.е. еднопосочност, в системата. Допълнителните ефекти на хаоса и квантовия шум са изследвани в съвместната статия на Витиело и Е. Песа.[27]
Философската оценка на описания модел трябва да вземе предвид, че там не се прави последователна разлика между материално и ментално състояние. Следователно, моделът е редукционистки от типа пряко взаимодействие на материя и съзнание. Той е по-приемлив от елиминативистките модели, защото се съгласува с нетенденциозните данни за съществуването на ментални състояния. От друга страна, непоследователната употреба на ментално и физическо състояние се нуждае от изясняване, което прави модела концептуално уязвим. Ако първичният референт са менталните състояния, квантовите трактовки започват да звучат метафорично. Ако първичният референт са физическите състояния, тогава невробиологичните факти, приведени като подкрепа, не изпълняват очакваната от тях роля и остават само в корелативно отношение към менталните състояния. Нещо повече, “стрелата на времето” и “появата” на съзнанието като манифестация на “разсейващата динамика на мозъка” приписват еднаква значимост на материалните и менталните свойства, а това вече не е редукционизъм, а по-скоро функционализъм.
14.5. Процепът между синапсите и квантовата механика (моделът Екълс – Бек)
След като през 1990 г. сър Дж. Екълс изказва идеята за ключовата роля на квантовата механика в съзнателните процеси, Ф. Бек започва да сътрудничи с него и двамата съвестно развиват един убедителен модел на механизмите за пренос на информация през процепа между синапсите. Но не може да се каже, че тази теория е напълно развита, поне до днес.
Философските основания на Екълс, който е “идеологически” (в термините на Куайн) водещата фигура в екипа, са свързни с неговия реализъм: “Искам да призная от самото начало, че съм реалист: предполагам, подобно на наивния реалист, че съществува физически свят и свят на състоянията на съзнанието, и че те си взаимодействат.”[28] Той е убеден, че съществува физически свят отделно от менталния. Класическата физика не може да обясни появата на съзнателните свойства обаче, нито при установяването на съответствия между мозъчните състояния и състоянията на съзнанието да покаже въз основа на тези съответствия – при съставянето на карта на последните - влиянието им върху поведението. Тогава излиза, че няма причина съзнанието да бъде свързано с еволюцията, а очевидно то е свързано. Следователно, задачата е да се даде модел на еволюцията на физическия свят дотам, че да възникне съзнание.
Първоначалният модел на Екълс звучи доста необичайно. Първо, съзнанието е съставено от елементарни ментални единци, наречени психони, които са свързани с активирането на една макроскопична структура в мозъчната кора, наречена дендрон. Второ, кватовата механика “влиза в картината” при предаването на сигналите между невроните, и трето, излъчването на сигнала също има специфичен квантов механизъм.
Както беше споменато по-горе, при химичните сигнали между синапсите се освобождават невротрансмитери (процесът се нарича екзоцитоза) в резултат на пристигащия нервен импулс. Вероятността това да се случи не е голяма, затова Екълс и Бек се опитват да го изучат, като го представят в статистически вид, а това изисква квантовомеханични обяснения. Преди това обаче се налага да се изключи термодинамичният характер на механизма, което авторите правят експериментално. Те изследват енергийните режими на преноса и установяват, че при стайна температура ефективна маса от по-малко от 10 електрона е достатъчна да осигури процеса, докато топлинните процеси изискват много по-голям електронен заряд. Затова авторите заключават, че процесът е същностно квантовомеханичен, а не термодинамичен.
Екълс и Бек предлагат следния механизъм на иницииране на сигнала. Те използват понятието “квази-частици”, за да изразят корпускулярния аспект на колективната форма на движение (вж. по-горе модела на Стап). Квази-частиците с две състояния биват въвлечени в “тунелен” процес, който води до колапс на състоянието, и тогава вероятността за екзоцитоза се движи между 0 и 0,7, което се съгласува с емпиричните наблюдения. Казано накратко, невроните си предават сигнали чрез обмен на електрони между биомолекулите.
Въпреки емпиричната детайлност на модела, основният въпрос, който е залегнал в мотивацията на Екълс и Бек, остава без отговор: как квантовият пусков механизъм на екзоцитозата може да бъде обяснителен за съзнателните феномени? Този въпрос има два аспекта – менталното причиняване и ролята на индивидуалните неврони.
Колапсът на индивидуалното квантово състояние, според Бек и Екълс, позволява поради индетерминистичната си природа въздействието на съзнанието върху мозъчните процеси чрез “моментално увеличаване на вероятността на екзоцитозата”[29] Допълнително обосноваване на това твърдение обаче не се дава. По-нататък, процесите в единичните синапси не могат да се корелират с менталната дейност директно, защото последната се основава на групи от неврони и тогава е логично да се допусне, че некорелиращите случайни процеси ще водят до случайно образувани групи от неврони. Бек предлага като решение действието на квантовия вероятностен (стохастичен) резонанс, но този проблем все още не е изследван в достатъчна степен и не може да се приеме за решен.
14.6. Моделът на Пенроуз и Хамероф
“Съзнанието дефинира нашето съществуване и реалност, но механизмът, по който мозъкът генерира мисли и чувства, не е известен”,[30] започва Хамероф своя отговор на въпроса за отношението съзнание – материя. Критикувайки класическия функционализъм, в който повечето обяснения описват мозъка като компютър, той намира, че изчислението само по себе си е недостатъчно за обяснението на вътрешния ни опит и преживявания. Ние също така не знаем дали съзнателните ни възприятия правилно изобразяват света. В основата на вселената лежат странните закони на квантовата механика – елементарните частици се намират на много места едновременно, свързани са през пространството, не съществува време, докато възприемаемият свят е детерминиран и в него има време. Следователно, казва Хамероф, “Границата между квантовия и класическия свят по някакъв начин включва съзнанието.”[31] Затова той решава да приеме предположението на Пенроуз за механизма на обективния праг за редукцията на квантовите състояния, “което ни свързва с най-основните, фундаменталните равнища на вселената... Нашето предложение за биологичната обратна връзка към квантовите състояния на микротубулите е оркестрацията (Орк), нашият модел се нарича оркестрирана обективна редукция (ОркОР).”[32] (Всякакви алюзии с Дж. Р. Толкин са случайни.)
“Историята за съзнанието”, която разказва физикът Пенроуз в нашумялата си книга “Сенките на съзнанието” (1994) и неврофизиологът Хамероф, е изключително сложна. Основната им идея е, че елементарните актове на съзнанието са неалгоритмични, следователно неизчислими. Напротив, те се реализират като редукции на съгласуваните суперпозиции в т. нар. микротубули на неврона. Тези редукции са предизвикани от квантовата гравитация.
Подобно допускане е наистина широкомащабно, но засега неуточнено. Затова Пенроуз действа по-скоро като философ, привеждайки правдоподобни аргументи, които карат и други философи и невробиолози да вземат идеите му насериозно. В студията “Оркестрираната обективна редукция на квантовата кохерентност в мозъчните микротубули: “ОркОр” модел на съзнанието” Пенроуз и Хамероф представят “предложения нов физически феномен на квантововълновата функция “собствен колапс” или “обективна редукция, ...която е същностна за съзнанието и се осъществява в цитоскелеталните микротубули и други структури вътре във всеки неврон на мозъка”.
Критичната точка на този модел се напипва от въпроса: защо този вид редукция да е неизчислима? Ако за нея се мисли като за стохастичен процес, налице би бил индетерминизъм, но все пак вероятностните процеси могат стандартно да се изчислят компютърно. Според Пенроуз обаче квантовата гравитация добавя нови черти към досегашната квантова теория и именно те са неизчислими. Заедно с Хамероф той ги определя съотнесено към проблематичните черти на съзнанието. Първата е “усещането за единство на съзнанието” , чието възможно квантово решение е нелокална квантова кохерентност, неразчленимо макроскопично кватово състояние и моментален собствен колапс на състоянията, намиращи се в суперпозиция. Втората е преминаването от пред-съзнателни през подсъзнателни към съзнателни процеси, при следната последователност и форма: под- и пред-съзнателното протича по квантово изчислим начин, автоматичните и автономни функции протичат по класическия изчислителен начин и настъпва класически квантов преход – оркестрация на обективната редукция. Третата черта на съзнанието е неговата неалгоритмичност поради неизчислимостта на ОркОр. Четвъртата е, както се изразяват авторите, “привидната” индетерминистка “свободна воля”, чието решение е отново неизчислимостта на ОркОр, но при неслучаен собствен колапс на вълновата функция. Накрая, природата на преживяването е решима чрез собствения колапс на вълновата функция поради несъвместимостта на разделени “региони” от пространство-време, прехода от пред-съзнавано към съзнавано състояние и моменталния колапс.[36]
Както се вижда, приносът на невробиолога Хамероф е в предлагането на микротубулите като място на редукцията, като съответните квантови състояния се приемат за суперпозиции на тубулиновите състояния, разпространяващи се сред множество неврони. Техният едновременен гравитационно предизвикан колапс се интерпретира като елементарен съзнателен акт. Проблемът е, че много от механизмите, които водят до подобни суперпозиции, тепърва чакат своето потвърждение или опровержение. Насочването на вниманието към микротубулите се основава на необходимостта да се покаже как квантовите състояния могат да продължават достатъчно дълго, за да се редуцират от гравитацията, а не от взаимодействията с топлата и влажна среда на мозъка. Цитираното по-горе изследване на Д. Георгиев е насочено, наред с другите проблеми, към решението и на този проблем.
От физична гледна точка най-влиятелна критика на Пенроуз предлага М. Тегмарк.[37] Той оценява времето за декохеренция на тубулиновите суперпозиции, дължащи се на взаимодействията вътре в мозъка, на по-малко от 10-12 сек, което в сравнение с типичното време на микротубулиновите процеси – от порядъка на милисекунди – е много кратко. Следователно, то не може да се отрази на неврофизиологичните процеси.
От философски позиции най-резки са Р. Граш и П. С. Чърчланд[38], които директно отхвърлят този модел. Според тях той не отговаря на необходимостта да се обяснят отношенията материя-съзнание като цяло, единството на физическите взаимодействия, математическите истини и мозъчната динамика между различните равнища на мозъчна дейност.
Според Б. Баарс, “Подобно на много психолози преди 1900-та г. Пенроуз изглежда тотално отрича несъзнателните ментални процеси. Очевидно това е защото неговият истински критерий е интроспективният достъп до света на формалните идеи. Но интроспекцията е невъзможна за несъзнаваните събития и така тенденцията за тези, които се опират единствено на интроспекцията, е да поставят под съмнение широката област на несъзнателните процеси.”[39]. Според Баарс, следователно, тази теория не обяснява несъзнателната обработка на информацията.
Моделът Пенроуз-Хамероф, въпреки тяхната висока самооценка, че “осигурявайки връзка между предсъзнаваното в прехода му към съзнавано с неизчислимостта и свързването на различните времеви и пространствени суперпозиции в моменталното “сега” на съзнанието, ние вярваме, че ОркОр е най-конкретният и правдоподобен модел на съзнанието, предлаган досега”[40], е силно спекулативен. Физическата страна на “разказа” на Пенроуз-Хамероф се отнася до едно бъдещо развитие на квантовата теория, което би могло да доведе – но е възможно и да не доведе - до обяснение на физичните процеси при редукция на квантовите състояния.
14.7. Двуаспектната теория на Чалмърз
Както много пъти бе изтъкнато, двуаспектната теория разглежда менталното и физическото като аспекти или прояви на една и съща “подлежаща” реалност, в която съзнание и материя са неотделими. В такъв случай въпросът за разграничението им придобива епистемичен характер. Важно става какъв познавателен инструмент прилагаме, за да си осигурим достъп до трите “елемента” – материя, съзнание и неутрална реалност, а не толкова природата или “съставът” на тази реалност. Съответно статусът на последната става онтически, а не онтологически – с други думи, интересува ни като обект и фактите относно него, а не като битийна същност.
За първи път след възкръсването на понятието “съзнание” в строгия смисъл (вж. т. 2.1.) австралиецът Д. Чалмърз, оксфордски възпитаник и преподавател в САЩ (до 2004 г.) предлага една истинска провокация към доминиращия под различни имена материализъм. След – и всъщност като резултат от - неговата основополагаща статия “С лице към проблема за съзнанието”, краят на 20 и началото на 21 в. разработват множество двуаспектни теории за съзнанието. Имайки предвид, че настоящият текст е в някакъв смисъл и историография на съвременната философия на съзнанието, ще отдам дължимото на Чалмърз като пионер, а по-новите теории ще спомена съвсем накратко.
Разграничението, което Чалмърз прави между “лесните” и “трудните” проблеми на съзнанието, днес е нарицателно. “Съзнание” е многозначен термин, както се убедихме още от самото начало. Някои от феномените, обозначавани с тази дума, счита Чалмърз, са лесни за обяснение. Те “се поддават на стандартните методи на когнитивната наука, като даден феномен бива обяснен в термините на изчислителни или невронални механизми.”[41] Лесните проблеми са способността на съзнанието да различава, категоризира и реагира на стимулите на средата; интеграцията на информацията от дадена когнитивна система; съобщимостта на менталните състояния; способността на една система да има достъп до собствените си вътрешни състояния; фокусирането на вниманието; преднамереният контрол над поведението и разликата между будно и спящо състояние. Чалмърз отбелязва, че ако не в подробности, то поне като рамка за обяснителни модели всички гореспоменати феномени са податливи на научно обяснение, и че ако с това се изчерпваше съзнанието, то не би било кой знае какъв проблем.
Истински трудният проблем на съзнанието според Чалмърз е един. Това е проблемът за това, че “когато мислим и усещаме, у нас има и “бръм” от обработката на информация, но има и субективен аспект.”[42] Този субективен аспект е преживяването. Минава за общоприето, че преживяването възниква на физическа база, но няма добро обяснение защо и как става това. Това е централният смисъл на понятието “съзнание”, според Чалмърз, и един организъм е съзнателен, когато има субективни преживявания.
Лесните проблеми на съзнанието са лесни, защото при тях е необходимо обяснение на способности или функции, а последното се постига като се посочат конкретните механизми, които могат да изпълнят функцията. “Напротив, трудният проблем е труден именно защото той не е проблем за изпълнението на някаква функция.”[43] Критиката на Чалмърз към функционалния подход е ограничена до това, че последният не обяснява защо изпълнението на функции като възприятие, запаметяване или език са придружавани от преживяване. Тук може да се каже, че Чалмърз в ролята си на факлоносец на новия проблем приема без по-нататъшни аргументи придружаването на някои функции от преживяване. Не е съвсем сигурно, че наизустяването на “Опълченците на Шипка” или изговарянето на “2+2=4” се свързват с някакво специфично субективно преживяване именно от гледна точка на запаметяването и изговарянето, а не от гледна точка на обстоятелството, че това се е случило на топло пред камината, сред миризмата на боровата гора и т.н. Така или иначе, патосът на Чалмърз е ясен и при тези предпоставки. При съзнанието има по-нататъшен проблем, явяващ се, след като сме обяснили функциите, но няма “аналогичен проблем при обяснението на гените, живота или ученето.”[44]
Чалмърз дава няколко примера за емпирични изследвания в областта на когнитивната и невронауката, които само на пръв поглед решават проблема за съзнанието. Първият е невробиологичната теория за съзнанието на Ф. Крик и К. Кох, определяща като основа на съзнанието осцилациите в кората с честота между 35 и 75 херца. Тези осцилации корелират с осъзнаването в няколко модалности, например зрителна и обонятелна, и изглежда свързват информационното съдържание, обещавайки по този начин да разкрият механизма на тази връзка. За Крик и Кох той е в синхронизирането на осцилациите на групи неврони, репрезентиращи съответното съдържание, и активират паметта. Много подробности от тази теория не са доработени, но дори и това да стане, пише Чалмърз, “такава теория би била ценна, но не би ни казала нищо за това, защо релевантните съдържания се преживяват.”[45]
Вторият пример е теорията на Б. Баарс за глобалното работно пространство на съзнанието. Той работи с компютърната метафора. Съдържанието на съзнанието се намира в едно глобално работно пространство, което изпълнява ролята на централен процесор, опосредстващ връзките между специализираните несъзнателни процесори. Когато последните трябва да разпространят информация към останалата част от системата, те я изпращат най-напред до централния процесор, така че цялата система да има достъп до нея. “Може да се помисли, - казва Чалмърз – че съгласно тази теория съдържанията на преживяването са именно съдържанията на работното пространство. Но дори и това да е така, нищо вътрешно за теорията не обяснява защо информацията в рамките на глобалното работно пространство се преживява.”[46]
Според Чалмърз е необходима някаква допълнителна съставка в обяснението, но “инжектирането” на теориите за хаоса, квантовата физика и нелинейната динамика не са уместни, защото те остават на равнището на функциите. Освен това, всички тези методи са редукционистки, доколкото обясняват феномени от по-високи равнища изцяло в термините на физическите процеси. Това Чалмърз нарича “евтино обяснение”.[47] Тези критики на съществуващите подходи не трябва да водят до отказ от обяснение, както това правят мнозина автори. Необходимо е нередукционистко обяснение, при което някои същности се приемат за фундаментални, т.е. не се обясняват чрез нещо по-просто. Например, за да се обясни електромагнетизмът, онтологията на физиката не е могла да бъде запазена (да си припомним твърдоглавия нютонианец), а е трябвало да бъде разширена с постулирането на нови базисни същности.
Затова Чалмърз предполага, че “теорията за съзнанието трябва да приеме преживяването като фундаментално. Ние знаем, според него, че теорията за съзнанието изисква добавянето на нещо фундаментално към нашата онтология, тъй като всичко във физическата теория е съвместимо с отсъствието на съзнание. Ние бихме могли да добавим някаква изцяло нова нефизическа черта, от която да може да бъде изведено преживяването, но е трудно да се види каква може да бъде тази черта.”[48]
Предложението на Чалмърз е тази черта да бъде самото преживяване или феноменален опит. Но то би се нуждало от фундаментални закони, следователно и от нови принципи, които да се добавят към основните природни закони. Тези нови принципи и закони биха имали психофизически характер и не биха се смесвали с физическите закони. “Физическата теория ни дава теория за физическите процеси, а психофизическата теория ни казва как тези процеси пораждат преживяването. Ние знаем, че преживяването зависи от физическите процеси, но също така знаем, че тази зависимост не може да бъде извлечена само от физическите закони.”[49] Тук Чалмърз едва ли не дума по дума повтаря аргумента на Декарт за това, че “душата...по никакъв начин не може да бъде извлечена от способностите на материята.”[50] Затова посветихме толкова страници на изкушенията на дуализма, които са живи и до ден днешен. Естествено е да очакваме теорията на Чалмърз да е вид дуализъм, и той си го признава, но смята, че това е особена форма на дуализъм, която, “ако трябва да има име, добър избор би бил натуралистичен дуализъм.”[51]
Ето и същността на теорията на Чалмърз, или по-скоро на нейната скица. Тя включва три нови принципа: 1) структурна кохерентност. Това е принцип за съгласуваността между структурата на съзнанието и структурата на осъзнатостта (awareness). Втория термин Чалмърз използва отначало като обозначител на функционалните феномени, свързвани със съзнанието, а впоследствие го ограничава до специфичните процеси, лежащи в основата на преживяването – информационните съдържания, които са достъпни за централната система (по Баарс) и влияят върху поведението. Те са обект на глобален контрол. “Където има съзнателно преживяване, - пише Чалмърз – има някаква съответстваща информация в когнитивната система, на разположение при контрола на поведението и на разположение за вербално съобщаване. Обратно, изглежда, че когато информацията е на разположение за съобщаване и глобален контрол, имаме съответното съзнателно преживяване. Следователно, има пряко съответствие между съзнание и осъзнатост.”[52]
Ако вземем като пример усещането за цвят, за всяко различаване на цветовия опит (преживяване) съществува кореспондиращо различие в обработката на информацията. Това според Чалмърз важи за всички видове информация, постъпваща в съзнанието, затова “този принцип отразява централния факт, че макар когнитивните процеси да не влекат концептуално факти за съзнателно преживяване, съзнанието и познанието не плават свободни едно от друго, а се съгласуват по много тесен начин.”[53]
2) Принцип на организационната инвариантност. Той гласи, че кои да е две системи с еднаква фино структурирана функционална организация ще имат качествено идентични преживявания. Тук няма да излагам аргументите на Чалмърз в полза на този принцип, защото те са аналогични на тези в теорията за идентичността на съзнание и мозък, но пренесени на функционално равнище.
3) Двуаспектната теория за информацията. Чалмърз отбелязва, че предишните два принципа не са основни, защото включват понятия от по-високи равнища като “осъзнатост” и “организация”, следователно не могат да участват във формирането на фундаментални закони относно съзнанието. Единствената им роля е на ограничители, които фундаменталните принципи трябва да удовлетворяват. Такъв фундаментален принцип е свързаният с понятието информация. “Където има информация, има информационни състояния, вградени в едно информационно пространство. Информационното пространство притежава базисна структура на отношения на разлика между своите елементи...”[54] Информационното пространство е абстрактен обект, но когато съществува пространство на физически състояния, информацията може да се разглежда като физически въплътена, така че преносът на състояния става по каузален начин и пренесените състояния формират ново информационно пространство.
От прекия изоморфизъм (еднозначното съответствие) между определено физически въплътено информационно пространство и определено феноменално (или на преживяването) информационно пространство следва, че “можем да намерим същото абстрактно информационно пространство въплътено във физическите процеси и в съзнателното преживяване.”[55] Оттук, информацията има два основни аспекта – физически и феноменален. Така преживяването възниква по силата на статута си на един от аспектите на информацията.
Каква оценка може да се даде на теорията на Чалмърз, освен че тя става пусков механизъм за редица изследвания в различни области, имащи отношение към съзнанието? На първо място, тя е силно спекулативна, особено що се отнася до третия принцип, който е неопределен и не отговаря на въпроса дали всяка информация притежава тези два аспекта. Самият Чалмърз си задава този въпрос и предлага две стратегии за решаването му. Едната е да се въведат допълнителни ограничения в принцип 3), а другата – да се допусне липсата на каквито и да било ограничения. От това би следвало, че преживяването е много по-обхватен феномен, толкова обхватен, колкото информацията, която е буквално навсякъде.
Чалмърз приема втората стратегия, отбелязвайки: “Където има проста обработка на информацията, там има и просто преживяване, а където има сложна обработка на информацията, има сложни преживявания. Мишката има по-проста структура за обработка на информацията от човека и съответно има по-прости преживявания; може би един термостат – максимално проста информационнообработваща структура – би могъл да има максимално просто преживяване?”[56]
Не е чудно в такъв случай, че много автори определят позицията на Чалмърз като панпсихизъм.[57] Това означава, че в границите на универсалната симетрия на едно психофизически неутрално равнище всяка система притежава и ментален, и материален аспект. Но, според М. Локуд, “Натуралистичният панпсихизъм не дава проверими предсказания. Тогава защо да го вземаме насериозно?”[58] Без да отхвърляме директно подобни възгледи, трябва да сме наясно, че в техните рамки трябва да се прави разграничение между менталност изобщо и съзнание в частност. Тогава човешкото съзнание става специален случай от менталната област поради особеностите на материалния си корелат – мозъкът.
Накрая, необходимо е да се маркира поне една теория, стъпваща върху първоначалната идея на Чалмърз, и аз избрах да предам отзива на Атмънспекър за теорията на Х. Примас от 2003 г. поради това, че е най-нова. Тя използва дистинкцията на Чалмърз между областта на онтичното и епистемичното, за да въведе понятието “активна информация”[59], което изразява способността на “вътрешния ред на физическите феномени” да “информира” епистемично разграничените области на материята и съзнанието. Тези области от физична гледна точка се отнасят до разликата между “локалния реализъм” на емпиричните факти, придобити чрез класическите измервателни процедури, и “холистичния реализъм” на “преплетените” системи. Може би тук е мястото най-сетне да дефинираме квантовофизичния термин “увличане” (entanglement) или, както още може да се нарече, “преплитане”. Това е феномен, при който квантовите състояния на два или повече обекта трябва да бъдат описвани в отношение едно към друго, дори и самите обекти да са разделени в пространството. Това води до корелация между наблюдаемите физични свойства на системите. Например, възможно е да се препарират две частици в едно квантово състояние така, че когато се наблюдава спинът на едната, спинът на другата се променя в противоположен. Така материята и съзнанието са свързани чрез процеса на измерване, но все още независимо от съзнателния наблюдател. Значимото тук е възможността менталното и материалното да “наследят” корелацията си от общата им причина, която е психофизически неутрална – т.е. такива корелации са “останки” от изгубения на това равнище холизъм. Както акцентира Атмънспекър, “те не са подходящи за обяснение чрез пряко причинно взаимодействие между менталната и материалната област. Тяхното съществуване би изисквало някаква несъзнателна дейност, влечаща корелативни ефекти, които биха изглеждали като ментално причиняване.”
Разликата между ментално и материално се оказва зависима от два различни модуса на времето – ментално, включващо “сега”, и физическо, което е външен параметър. “Сегашността” и насочеността на времето произлизат от менталната област, чието диференцирано време (минало, настояще, бъдеще) е в квантова корелация с параметричното време на физиката чрез “увличането” на времето. Тази схема е зачатъчна, като дори няма намек как да бъда проверена емпирично. Но тя за първи път предлага формално развита и концептуално непротиворечива рамка за двуаспектния подход. Конкретна работа в тази насока е започната също и от невробиолога У. Фриман, но цитираната по-долу статия отделя повече място на причинността, отколкото на времето.Това обаче е предмет на друга дискусия.
Бележки
http://bg.saznanieto.com/
14.1. “Квантовият обрат” в теориите за съзнанието
Връзките съзнание – квантови процеси могат да се търсят двупосочно – като квантови ефекти в мозъка, от една страна, и като значение на съзнанието за интерпретирането на квантовата механика. Развитието на редица информационни технологии на квантов принцип (квантови изчисления, квантова криптография и др.) допринася за затвърждаването на тези търсения. По думите на един от най-известните съвременни философи, който слага началото на “квантовия обрат” в теориите за съзнанието – Д. Чалмърз, “Днес по-голямата част от науката изглежда включва запълването на празноти в рамката. Но стигне ли се до днешната наука за съзнанието, нещата са наопаки – добиваш чувството, че никой не знае нищо.”[1]
Картината може би не е толкова драматична, но е истина, че в резултат на дългото господство на бихевиоризма в американската психология съзнанието е било едва ли не забранена дума и едва последното десетилетие на 20 в. поставя с пълна сила въпроса за адекватна интердисиплинна теория за съзнанието с ясно поставени задачи. Сензационната статия на Чалмърз “С лице пред проблема за съзнанието”[2] очертава такъв тип задачи и предлага скица на възможна теория от изисквания тип. След това изследванията му се насочват към конкретни аспекти на тази теория и затова днес, 10 г. по-късно, все още не разполагаме с напълно развита “версия на Чалмърз”. Така или иначе, наред с другите най-популярни квантови модели на съзнанието аз ще се спра в съответния момент на неговата програмна статия.
Логично е да се допусне, че след като квантовата механика като най-дълбока база на съвременната физика се опитва да даде пълна теория на света, представителите на квантовия подход ще бъдат от групата на онези, които свързват съзнанието с “поведението” на материалния мозък. Достатъчно изненадващо обаче “квантовиците” се разпределят както в лагерите на материализма и дуализма, така и на чистия идеализъм. Интересно е да се разбере защо става така, затова ще изследваме епистемологическите предпоставки на различните модели, водещи към различна метафизика на съзнанието. Другите фактори, които играят роля в общата конструкция на разнообразните теории, са неврофизиологичните данни, които се прилагат на различни равнища на обяснение и описание на мозъчната дейност, и различната “употреба” на квантовата теория.
Макар исторически философията и психологията да са първите дисциплини, изследващи връзката между съзнанието и материята, постепенно към тях се присъединяват и други, “последните” от които са физиката на сложните системи и квантовата физика. Това е напълно естествено, защото от гледна точка на сложността мозъкът заема едно от първите места в класациите на сложните системи, с които науката се сблъсква. Затова изглежда логично да се очаква, че изучаването на съзнанието ще спечели от подходите към сложните системи. Логично е и допускането, че в мозъка протичат квантови процеси, след като такива са изобщо процесите, лежащи в основата на света какъвто го знаем от физиката днес. Тук обаче има проблем. Проблемът е в разликата между равнищата на обяснение и непрекъснатостта между тях. От силните, слабите, електромагнитните и гравитационни взаимодействия до мозъчната дейност, която се свързва със съзнанието, може да има както непрекъсната пътечка, така и цяла пропаст. Въпросът е именно за каузалната ефективност и релевантността на квантовите процеси спрямо тази дейност.
Онова, което мотивира този вид изследвания на съзнанието, са два процеса, идващи от различни посоки. Единият е философски и датира още от началото на 20 в. Като негова съставляваща на първо място трябва да бъде посочен проблемът за свободната воля. Както споменахме няколко пъти, съзнателният свободен избор и решение са проблематични в един детерминистичен свят. Това най-вече е светът на Нютоновата физика, разбирана в широк смисъл. Затова мнозина смятат, че неопределеността на квантово равнище би могла да допринесе за осмислянето на свободната воля по нов начин.
Проблематичността в това осмисляне обаче си остава, най-вече поради факта, че случайността на квантово равнище не е просто признак за нашето незнание относно по-специфични описания (например статистическия детерминизъм) на макрофеномените, както при класическата физическа теория. Квантовата неопределеност дава примери за процеси, които са независими от епистемичната представа за случайност – спонтанни емисии на светлина, радиоактивен разпад и др. Затова учените започват да гледат на неопределеността като фундаментално свойство на природата, което при това се отнася за индивидуални квантови събития, докато наборите от такива събития си остават статистически определени. Следователно, индетерминизмът на индивидуалните събития на квантово равнище се подчинява на ограничения от типа на статистическите закони. Като добавим и принципите на допълнителността и “преплитането”, ясно е защо такива класици на квантовата теория като Н. Бор, М. Планк и др. си правят труда да размишляват над значението на тези принципи за свободната воля.[3]
Квантовите подходи към съзнанието се стремят преди всичко към обяснение. Във физиката обикновено се говори за причинните връзки (като елемент от обяснението) като за взаимодействия. Например, четирите основни вида взаимодействия са електромагнитни, слаби, силни и гравитационни и към тях се прибягва за обясняването на наблюдаваните във физическите системи корелации. Как обаче да се приложат те към връзката съзнание – материя, след като съществуващото знание в тази област се състои горе-долу само от описания на емпирични корелации между материални и ментални състояния?
Наистина, интересно е да се знае (и даже в някои случаи полезно), че определена област в мозъка се активизира по време на даден вид съзнателна дейност. Това обаче не обяснява защо възниква съответното активизиране – от което следва, че за да се говори за причинни връзки между съзнанието и материята, е необходимо още нещо (или неща). Затова повечето философи избягват да говорят за причинни връзки, ограничавайки се само с “връзки” или “отношения”.
Тези отношения обикновено се разглеждат като преки, от което произтичат монистичните и дуалистичните решения. Ако обаче те се разгледат като непреки, т.е. при посредничеството на някаква трета категория, получаваме двуаспектните теории от типа на тези на Спиноза, Фехнер (1861) и Вунд (1911) (виж т. 2.2.) и техните съвременни последователи Г. Стросън и Д. Чалмърз. Заедно с времената обаче се менят и терминологиите. Днес много автори предпочитат вместо за ментални и материални състояния да говорят за перспектива от първо лице и перспектива от трето лице. С терминологиите пък се менят референтите и така разликата между непосредствения съзнателен опит – квалиите, и тяхното описание – бихевиористко, невронално или биофизическо – става един от централните проблеми на философията на съзнанието.
14.2. Неврофизиологичните описания и квантовият подход
Като си припомним определението на “състояние”, дадено в т. 3.1.1, можем да кажем, че менталното състояние има свое (хипотетично) пространство поради това, че се характеризира с различни съ-съществуващи свойства, от които зависи стабилността на състоянието. В зависимост от съотношенията на тези характеристики състоянията могат да бъдат определяни като повече или по-малко стабилни, като стабилните траят по-дълго от т.нар. мета-стабилни и нестабилни състояния. Именно в стабилните състояния възникват репрезентациите, които кодират съзнателно възприемани съдържания. Дотук всъщност говорим за психологическо описание, а въпросът е на каква неврофизиологична база се опират изброените видове състояния? И още по-важно, кой е неврофизиологичният корелат на стабилното състояние, т.е. на съдържателната репрезентация?
Стандартното схващане приема, че репрезентациите корелират с активността на групи свързани помежду си неврони, така че групите, излъчващи сигнали по-често в сравнение с обичайното, са носителите на репрезентацията. За да бъде това състояние стабилно, е необходим много деликатен баланс между връзките на възбуждане и задържане. Например, ако дейността на неврона е монотонна, т.е. той излъчва толкова повече импулси, колкото повече входящи такива получава, групата трудно ще се стабилизира. Затова тези схващания не обясняват добре феномена на репрезентацията и отварят път за подобряването на моделите чрез по-добре дефинирани елементи от квантовата теория.
Класически разбраните квантови ефекти могат да имат значителна роля и при анализа на поведението на индивидуалните неврони и връзките между тях, изграждащи отделните групи. Както многократно се спомена, връзките между индивидуалните неврони се наричат синапси. Те могат да бъдат електрични или химични в зависимост от това дали предават сигнала по електричен или по химичен начин. При електричните синапси токът, породен от активния потенциал на предишния неврон, протича направо в следващия. Всъщност невроните нямат пряк допир – те се свързват чрез така наречения свързващ процеп. Тук просто е неибежна аналогията с това, как Платон си е представял висшето познание, осъществявано чрез разума (“нус”). Диалектическото мислене като такъв висш тип се стреми към началото, избягвайки образите и ръководейки се от чистите идеи. В “Държавата” 511 b-c Платон отбелязва, че за диалектиката хипотезите са само “трамплин” на порива към висшето. Както посочва А. Доброхотов, “разумът, като че ли опирайки се на поставката на хипотезата, подскача и се опитва да се докосне до “безпредпоставъчното начало”. След като го докосне, той приключва работата си, без да използва сетивни образи, а само идеи и техните взаимовръзки.” [4] Следователно, Платон по някакъв начин си е давал сметка за липсата на пряка връзка между телеснообвързаната разумна способност и нейния обект, който е нещо следващо, нещо отдалечено, нещо извън директния контакт. Струва ми се, че той сякаш е пред-схващал интуитивно, че и между материалните носители на мисълта – от днешна гледна точка – невроните, няма директен контакт: така както съвременната неврофизиология е доказала, че невроните не се допират помежду си. Това е красива аналогия, която нищо не доказва, но ме кара да се възхищавам от чисто умопостигаемите прозрения, на които човек е способен, какъвто е случаят с Платон.
При химичните синапси също има процеп между съседните неврони. Затова за да се предаде сигналът, е необходим невротрансмитер, който се освобождава в края на първия от двата неврона във връзката. Трансмитерът прониква през процепа и се свързва с рецепторите на мембраната на втория неврон, отваряйки йонен “канал”. Химичното предаване на сигнали е по-бавно от електричното. Моделът на сър Дж. Екълс и неговият последовател и сътрудник Ф. Бек[5] използва конкретни квантовомеханични елементи при обяснението на този процес. Обаче Х. Атмънспекър описва още един модел, който според него е от съществено значение за поддържането на металните репрезентации. Този модел, разработен през 2000 г. от Х. Флоър[6], показва ролята на определен вид рецептори[7] за формирането на стабини невронни групи. Флоър е използвал резултатите от прилагането на анестетици, които блокират тези рецептори и водят до изпадане в безсъзнание. Особеното е, че в този модел квантовата физика не играе никаква роля. Вижда се, следователно, че и на емпирично равнище проблемът за необходимостта от квантов подход не може да се реши. Модели с еднаква обяснителна сила могат да не използват квантови черти.
Въпреки това изследователите навлизат още по-надълбоко в мозъка, “спускайки се” от равнището на невронните групи през единичните неврони до вътрешната структура на отделния неврон. И тук също се предполагат квантови процеси, които да изпълняват обяснителна роля относно съзнанието. Тези изследвания са насочени към така наречения цитоскелет (вътрешното “скеле” на клетката), който се състои от протеинови мрежи, изградени от два вида структури. Едните са влакънца, а другите – дълги, твърди цилиндрични образувания с диаметър 20 - 25 нанометра, направени от протеина тубулин (в 13 негови разновидности), които клетката използва за да регулира формата си и да контролира движенията си. Именно тубулините са субстратът, който според модела на Пенроуз и Хамероф, е отговорен за съзнанието, като предпоставката е, че е възможна квантова кохерентност между различните тубулини и под влиянието на гравитацията колапсът на такива тубулинови състояния съответства на базисните актове на съзнанието. В това отношение и българските неврофизиолози имат съществен принос, като за мен една от най-интересните нови статии беше тази на Д. Георгиев от Медицинския университет във Варна[8], който представя собствен модел “в защита на макроскопските квантови събития вътре в и между нервните клетки.”[9]
Изложеното дотук представлява необходимият увод в някои основни механизми и елементи на мозъка и неговата дейност, без които квантовите подходи и техните постижения и проблеми при опитите за обяснение на съзнанието не биха могли да бъдат разбрани. Преди 30 г. студентите по философия в България изучаваха задължително дисциплината “анатомия и физиология на висшата нервна дейност”, защото се смяташе, че въпросът за съзнанието е ключов във философията. Впоследствие нещата се промениха и отпадането на тази дисциплина вероятно е допринесло в някаква степен за относителното затихване на дискусията около проблемите на съзнанието. Днес бъдещите философи трябва да разчитат на знанията си по биология от средното училище, а те не винаги са достатъчни.
В тази част на текста е необходим също така някакъв обзор на начините, по които квантовата теория може да се използва при изследването на съзнанието. От една страна, много тълкувания на връзката квантова теория – съзнание са чисто метафорични. Термини като струпване (entanglement), суперпозиция, колапс, допълнителност и пр. се използват без нарочни дефиниции. Можем да открием просто постулиране на интерпретируемостта на съзнателните актове (по аналогия с физическите актове на измерване), или на корелациите между психологическите системи. Макар понякога вдъхновяващи, подобни метафори не са предмет на настоящото изложение.
Всъщност вече отбелязахме, че квантовите подходи датират още от 30-те г. на 20 в., като някои от тях имат представители и в 21 в., разбира се, стъпвайки на последните развития в квантовата физика. Като примери могат да се посочат биологът А. Лотка, който през 1924 г. – при самото раждане на квантовата теория, предполага, че съзнанието контролира мозъка чрез модулирането на квантовите преходи, защото при липсата на такъв контрол последните биха довеждали до напълно случайно съществуване на менталните феномени.[10] Тази чисто идеалистическа теза всъщност разказва нещо за връзката съзнание – материя на мозъка, но не обяснява нищо.
Най-дълга история обаче има подходът на фон Нойман от 30-те г. на 20 в., подет от Вигнер и защитаван днес от Стап.[11] Третият специфичен подход е с начало през 60-те г. и днес се подкрепя от Витиело. Четвъртият е споменатият вече вариант на Бек и Екълс от 90-те г. Всички тези модели се опират на съвременното състояние на квантовата теория, но има и такива, които се опитват да екстраполират някои идеи към една бъдеща квантова теория. Към тази категория се отнася моделът на Пенроуз, подкрепян от Хамероф. От гледна точка на някои от предпоставките на този модел, а именно детайлите на квантовата гравитация, става дума за една все още предстояща теория.
Накрая не може да не се отбележи наличието на подходи, надхвърлящи самата квантова физика. Става дума за формално генерализиране на понятия като допълнителност и преплитане, така че те да бъдат приложени както към материалната, така и към менталната област. В първата глава нарекохме този подход двуаспектна теория, основана евентуално на “неутрален монизъм”, и от всички варианти, които съществуват днес, смятам да представя този на Чалмърз, защото е най-ясен, макар и далеч от развита теория.
14.3. “Квантовият идеализъм” на американския физик Хенри Стап.
Стап започва с критика на неспособността на класическата физика да обясни съзнанието. “В алтернативния подход ролята, която играе съзнанието, когато някой наблюдава и видоизменя своите собствени емоционални състояния, е тази на един вътрешно–същностно активен и физически ефикасен процес, където менталното действие влияе на мозъчната активност по начин, съгласуващ се със законите на физиката.”
Както вече казахме, Стап се опира на приносите на Нойман за концептуалната разлика между наблюдател и наблюдавано, и на Вигнер за това, че именно съзнанието е извършващото квантовите замервания, и настоява, че класическата физика не може да обясни съзнанието, защото не е в състояние да покаже по какъв начин цялото може да бъде повече от сумата на частите си. По-нататък Стап заявява: “Ключовото философско и научно постижение на основателите на квантовомеханичната теория бе да осъществят рационално съгласувано и практически полезно съединяване на два вида описания, които, взети заедно, обхващат основанията на науката.”
В квантовата механика самите отношения цяло-част са различни от тези в макросвета. Към интерпретацията на Хайзенберг, че реалността е последователност от “свивания” (колапси) на вълновите функции (при което типично се освобождава напрежение), сиреч от квантови прекъсвания, Стап добавя онтологията на Фон Нойман, която въвежда наблюдателя и инструмента на наблюдението като части от състоянието на системата. Така състоянието на вселената може да се опише чрез вълнова функция, която е “компендиум” (съкратена форма) на всички вълнови функции; тях всеки от нас може да доведе до колапс, ако ги наблюдава. Светът, следователно, е съвкупност от субективни актове, макар че е в същото време обективен. Тази позиция може да се класифицира като особен вид идеализъм, доколкото всичко съществуващо е субективно знание. Светът не е “за” материята, а за субективния опит, квантовата теория не е за материята, а за възприемането на материята. Аналогията с философията на епископ Баркли е повече от очевидна.
Моделът на Стап се състои от три части. Ето как го реконструира Скаруфи: “Реалността е последователност от дискретни (прекъснати) събития в мозъка. Всяко събитие е нарастване на знанието. Знанието идва от наблюдаващите “системи”. Всяко събитие се поражда от три процеса, които действат едновременно.”[15] Първият е наречен “процес на Шрьодингер”, който се подчинява на механистичния детерминизъм. Това означава, че всяко състояние на системата може да бъде предвидено на основата на предишното състояние. Подобен детерминизъм е характерен за нютоновата механика. Там ние можем да използваме уравнения за изчисляване на кое да е състояние на системата във време Т1, стига да са дадени параметрите й в Т0. Разликата с квантовата теория е, че състоянието на системата се описва като набор от възможности, а не като една единствена възможност, която е фактическото състояние на системата.
Вторият процес е наречен “процес на Хайзенберг” и се състои в съзнателния избор, който правим. Интерпретацията на Стап на квантовата теория приема, че ние можем да знаем нещо само ако зададем на природата съответния въпрос, следователно имаме някакъв контрол над нея. Видът на въпроса се отразява в промяна на състоянието на вселената. Така актуалните събития са всъщност двусмислени – те включват промяната в състоянието в сравнение с времето преди наблюдението и начина, по който наблюдателят преживява промененото състояние. Получава се една “хибридна онтология”, съдържаща качества, които са едновременно “подобни-на-идея” и “подобни-на-материя.”[16] Според Стап, така нареченият ефект на Зенон илюстрира процеса на задаването на въпрос към природата: ефектът на Зенон е феноменът на предотвратяване на еволюцията във времето на дадена система в резултат на често замерване на състоянието й, получаващ се, когато ние дълго време наблюдаваме (чрез много бързи намеси) някакъв обект, който поради това “замръзва”[17]. Именно решението кой обект да наблюдаваме, което ние вземаме съзнателно, води до промени – иначе нищо не би се случило в света. В този смисъл Стап намира, че съзнанието има каузален ефект върху действителността. От неврофизиологична гледна точка съзнателните събития съответстват на квантови колапси в състояния, намиращи се в отношение на суперпозиция, които се осъществяват на равнището на макроскопичната мозъчна дейност. (Суперпозицията e квантовомеханичен феномен, съгласно който преди измерването, респ. наблюдението, една частица е сливане на всичките си енергийни състояния – тя не съществува в едно единствено състояние и трябва да се разглежда като съставена от всички тях по едно и също време. Съответно това е сумата от разпределението на вероятностите, репрезентиращи възможните състояния на системата.[18])
Третият процес е “процесът на Дирак”[19], който дава отговор на въпроса, който сме задали на природата. Природата отговаря и, доколкото можем да знаем, отговорът е произволен. Така или иначе, знанието ни се е увеличило, а това е промяна в състоянието на вселената, което пряко съответства на промяна в състоянието на мозъка. Осъществява се редукция на вълновата функция, съвместима с наученото.
Оценките за модела на Стап се разминават. П. Скаруфи без колебание класифицира този модел като триаспектен, или “триделен идеализъм”, доколкото три процеса определят функционирането на съзнанието и водят към триадична онтология: физически аспект на природата, който е компендиум от субективно знание, съзнателният акт на задаването на въпрос, който актуализира преход от едно състояние в друго, и външен избор от страна на природата – нейният произволен отговор на нашия преднамерен въпрос. “Стап съживява идеализма, показвайки, че квантовата теория е за знанието, а не за материята. Вселената е хранилище на знание, до което ние имаме достъп и върху което нашето съзнание има контрол.”[20] Обобщавайки, Стап отбелязва: “Културно релевантен начин за оформяне на тази промяна е да се каже, че съвременната физика напоява достопочтения и терапевтично полезен термин “психодинамика” със строга неврофизична ефективност.”[21]
Атмънспекър намира, че основната част от модела на Стап е вариант на двуаспектната теория, тъй като разглежда взаимодействието съзнание-материя пряко. Само по въпроса за потенциалността на състоянията има намек за непряко взаимодействие, но това не прави модела като цяло триделен. Аз подкрепям оценката на Атмънспекър, защото по думите на самия Стап, “описанията от първия вид са обяснения на психологически преживени емпирични находки... Описанията от втория вид са спецификации на физически свойства, изразени чрез приписването на математически свойства на точки в пространство-времето, и формулиращи закони, които детерминират как тези свойства еволюират във времето.”[22] Освен това, дори и в тази най-нова версия от 2005 г. на модела липсва формализация, която да покаже евентуалната нелинейност на отношението материя – съзнание. Така или иначе, Стап и неговите съавтори-психиатри настояват, че “Нашите преднамерени избори не са нито излишни, нито епифеноменални ефекти, а по-скоро фундаментални динамични елементи, които имат каузално действие, приписвано им, както изглежда, от обективните данни.”[23]
14.4. Теорията за квантовото поле на материално-менталните състояния
През 60-те г. Л. Ричарди и Х. Умезава предлагат да се употреби формализмът на квантовата теория на полето за описание на мозъчни състояния, главно свързани с паметта. Идеята се подема от Г. Витиело.[24] Задачата, която той си поставя, е да се схване паметта като състояния на системи, изградени от множество частици като нееквивалентни репрезентации на вакуумни състояния на квантовото поле. Приносът на Витиело към първоначалните намерения се състои във включването на ефектите на разсейване, хаос и квантов шум (предизвикан от дискретната или корпускулярна природа на светлината и други късовълнови електромагнитни лъчения[25]).
Квантовата теория на полето поражда безкраен брой репрезентации на комутативните отношения, съществено различаващи се от стандартната интерпретация на Шрьодингер. Тези репрезентации са резултат от спонтанно нарушаване на симетрията, когато вакуумното състояние варира независимо от консервативните закони на системата, които предписват определена група от промени. Щом симетрията се наруши, пораждат се колективни форми, които се разпространяват в системата и водят до широкообхватни корелации в нея. Те са основата на подредени схеми, които според Витиело представляват съгласуваната дейност на невронните групи.
Тази дейност на групите от неврони е условието за кодиране на съдържания, които са достъпни за съзнанието, и за неин източник се приемат външните стимули. Ако групата не се активира, съдържанията остават неосъзнати. Витиело взема предвид разсейването, което е възможно при взаимодействие на системата с околната среда, а това предизвиква копиране на колективните форми в средата. Оттук стават възможни безкраен брой вакуумни състояния, но с краен “живот”, като по този начин се обясняват ограниченията на паметта във времето.[26] Накрая разсейването образува “стрела на времето”, т.е. еднопосочност, в системата. Допълнителните ефекти на хаоса и квантовия шум са изследвани в съвместната статия на Витиело и Е. Песа.[27]
Философската оценка на описания модел трябва да вземе предвид, че там не се прави последователна разлика между материално и ментално състояние. Следователно, моделът е редукционистки от типа пряко взаимодействие на материя и съзнание. Той е по-приемлив от елиминативистките модели, защото се съгласува с нетенденциозните данни за съществуването на ментални състояния. От друга страна, непоследователната употреба на ментално и физическо състояние се нуждае от изясняване, което прави модела концептуално уязвим. Ако първичният референт са менталните състояния, квантовите трактовки започват да звучат метафорично. Ако първичният референт са физическите състояния, тогава невробиологичните факти, приведени като подкрепа, не изпълняват очакваната от тях роля и остават само в корелативно отношение към менталните състояния. Нещо повече, “стрелата на времето” и “появата” на съзнанието като манифестация на “разсейващата динамика на мозъка” приписват еднаква значимост на материалните и менталните свойства, а това вече не е редукционизъм, а по-скоро функционализъм.
14.5. Процепът между синапсите и квантовата механика (моделът Екълс – Бек)
След като през 1990 г. сър Дж. Екълс изказва идеята за ключовата роля на квантовата механика в съзнателните процеси, Ф. Бек започва да сътрудничи с него и двамата съвестно развиват един убедителен модел на механизмите за пренос на информация през процепа между синапсите. Но не може да се каже, че тази теория е напълно развита, поне до днес.
Философските основания на Екълс, който е “идеологически” (в термините на Куайн) водещата фигура в екипа, са свързни с неговия реализъм: “Искам да призная от самото начало, че съм реалист: предполагам, подобно на наивния реалист, че съществува физически свят и свят на състоянията на съзнанието, и че те си взаимодействат.”[28] Той е убеден, че съществува физически свят отделно от менталния. Класическата физика не може да обясни появата на съзнателните свойства обаче, нито при установяването на съответствия между мозъчните състояния и състоянията на съзнанието да покаже въз основа на тези съответствия – при съставянето на карта на последните - влиянието им върху поведението. Тогава излиза, че няма причина съзнанието да бъде свързано с еволюцията, а очевидно то е свързано. Следователно, задачата е да се даде модел на еволюцията на физическия свят дотам, че да възникне съзнание.
Първоначалният модел на Екълс звучи доста необичайно. Първо, съзнанието е съставено от елементарни ментални единци, наречени психони, които са свързани с активирането на една макроскопична структура в мозъчната кора, наречена дендрон. Второ, кватовата механика “влиза в картината” при предаването на сигналите между невроните, и трето, излъчването на сигнала също има специфичен квантов механизъм.
Както беше споменато по-горе, при химичните сигнали между синапсите се освобождават невротрансмитери (процесът се нарича екзоцитоза) в резултат на пристигащия нервен импулс. Вероятността това да се случи не е голяма, затова Екълс и Бек се опитват да го изучат, като го представят в статистически вид, а това изисква квантовомеханични обяснения. Преди това обаче се налага да се изключи термодинамичният характер на механизма, което авторите правят експериментално. Те изследват енергийните режими на преноса и установяват, че при стайна температура ефективна маса от по-малко от 10 електрона е достатъчна да осигури процеса, докато топлинните процеси изискват много по-голям електронен заряд. Затова авторите заключават, че процесът е същностно квантовомеханичен, а не термодинамичен.
Екълс и Бек предлагат следния механизъм на иницииране на сигнала. Те използват понятието “квази-частици”, за да изразят корпускулярния аспект на колективната форма на движение (вж. по-горе модела на Стап). Квази-частиците с две състояния биват въвлечени в “тунелен” процес, който води до колапс на състоянието, и тогава вероятността за екзоцитоза се движи между 0 и 0,7, което се съгласува с емпиричните наблюдения. Казано накратко, невроните си предават сигнали чрез обмен на електрони между биомолекулите.
Въпреки емпиричната детайлност на модела, основният въпрос, който е залегнал в мотивацията на Екълс и Бек, остава без отговор: как квантовият пусков механизъм на екзоцитозата може да бъде обяснителен за съзнателните феномени? Този въпрос има два аспекта – менталното причиняване и ролята на индивидуалните неврони.
Колапсът на индивидуалното квантово състояние, според Бек и Екълс, позволява поради индетерминистичната си природа въздействието на съзнанието върху мозъчните процеси чрез “моментално увеличаване на вероятността на екзоцитозата”[29] Допълнително обосноваване на това твърдение обаче не се дава. По-нататък, процесите в единичните синапси не могат да се корелират с менталната дейност директно, защото последната се основава на групи от неврони и тогава е логично да се допусне, че некорелиращите случайни процеси ще водят до случайно образувани групи от неврони. Бек предлага като решение действието на квантовия вероятностен (стохастичен) резонанс, но този проблем все още не е изследван в достатъчна степен и не може да се приеме за решен.
14.6. Моделът на Пенроуз и Хамероф
“Съзнанието дефинира нашето съществуване и реалност, но механизмът, по който мозъкът генерира мисли и чувства, не е известен”,[30] започва Хамероф своя отговор на въпроса за отношението съзнание – материя. Критикувайки класическия функционализъм, в който повечето обяснения описват мозъка като компютър, той намира, че изчислението само по себе си е недостатъчно за обяснението на вътрешния ни опит и преживявания. Ние също така не знаем дали съзнателните ни възприятия правилно изобразяват света. В основата на вселената лежат странните закони на квантовата механика – елементарните частици се намират на много места едновременно, свързани са през пространството, не съществува време, докато възприемаемият свят е детерминиран и в него има време. Следователно, казва Хамероф, “Границата между квантовия и класическия свят по някакъв начин включва съзнанието.”[31] Затова той решава да приеме предположението на Пенроуз за механизма на обективния праг за редукцията на квантовите състояния, “което ни свързва с най-основните, фундаменталните равнища на вселената... Нашето предложение за биологичната обратна връзка към квантовите състояния на микротубулите е оркестрацията (Орк), нашият модел се нарича оркестрирана обективна редукция (ОркОР).”[32] (Всякакви алюзии с Дж. Р. Толкин са случайни.)
“Историята за съзнанието”, която разказва физикът Пенроуз в нашумялата си книга “Сенките на съзнанието” (1994) и неврофизиологът Хамероф, е изключително сложна. Основната им идея е, че елементарните актове на съзнанието са неалгоритмични, следователно неизчислими. Напротив, те се реализират като редукции на съгласуваните суперпозиции в т. нар. микротубули на неврона. Тези редукции са предизвикани от квантовата гравитация.
Подобно допускане е наистина широкомащабно, но засега неуточнено. Затова Пенроуз действа по-скоро като философ, привеждайки правдоподобни аргументи, които карат и други философи и невробиолози да вземат идеите му насериозно. В студията “Оркестрираната обективна редукция на квантовата кохерентност в мозъчните микротубули: “ОркОр” модел на съзнанието” Пенроуз и Хамероф представят “предложения нов физически феномен на квантововълновата функция “собствен колапс” или “обективна редукция, ...която е същностна за съзнанието и се осъществява в цитоскелеталните микротубули и други структури вътре във всеки неврон на мозъка”.
Критичната точка на този модел се напипва от въпроса: защо този вид редукция да е неизчислима? Ако за нея се мисли като за стохастичен процес, налице би бил индетерминизъм, но все пак вероятностните процеси могат стандартно да се изчислят компютърно. Според Пенроуз обаче квантовата гравитация добавя нови черти към досегашната квантова теория и именно те са неизчислими. Заедно с Хамероф той ги определя съотнесено към проблематичните черти на съзнанието. Първата е “усещането за единство на съзнанието” , чието възможно квантово решение е нелокална квантова кохерентност, неразчленимо макроскопично кватово състояние и моментален собствен колапс на състоянията, намиращи се в суперпозиция. Втората е преминаването от пред-съзнателни през подсъзнателни към съзнателни процеси, при следната последователност и форма: под- и пред-съзнателното протича по квантово изчислим начин, автоматичните и автономни функции протичат по класическия изчислителен начин и настъпва класически квантов преход – оркестрация на обективната редукция. Третата черта на съзнанието е неговата неалгоритмичност поради неизчислимостта на ОркОр. Четвъртата е, както се изразяват авторите, “привидната” индетерминистка “свободна воля”, чието решение е отново неизчислимостта на ОркОр, но при неслучаен собствен колапс на вълновата функция. Накрая, природата на преживяването е решима чрез собствения колапс на вълновата функция поради несъвместимостта на разделени “региони” от пространство-време, прехода от пред-съзнавано към съзнавано състояние и моменталния колапс.[36]
Както се вижда, приносът на невробиолога Хамероф е в предлагането на микротубулите като място на редукцията, като съответните квантови състояния се приемат за суперпозиции на тубулиновите състояния, разпространяващи се сред множество неврони. Техният едновременен гравитационно предизвикан колапс се интерпретира като елементарен съзнателен акт. Проблемът е, че много от механизмите, които водят до подобни суперпозиции, тепърва чакат своето потвърждение или опровержение. Насочването на вниманието към микротубулите се основава на необходимостта да се покаже как квантовите състояния могат да продължават достатъчно дълго, за да се редуцират от гравитацията, а не от взаимодействията с топлата и влажна среда на мозъка. Цитираното по-горе изследване на Д. Георгиев е насочено, наред с другите проблеми, към решението и на този проблем.
От физична гледна точка най-влиятелна критика на Пенроуз предлага М. Тегмарк.[37] Той оценява времето за декохеренция на тубулиновите суперпозиции, дължащи се на взаимодействията вътре в мозъка, на по-малко от 10-12 сек, което в сравнение с типичното време на микротубулиновите процеси – от порядъка на милисекунди – е много кратко. Следователно, то не може да се отрази на неврофизиологичните процеси.
От философски позиции най-резки са Р. Граш и П. С. Чърчланд[38], които директно отхвърлят този модел. Според тях той не отговаря на необходимостта да се обяснят отношенията материя-съзнание като цяло, единството на физическите взаимодействия, математическите истини и мозъчната динамика между различните равнища на мозъчна дейност.
Според Б. Баарс, “Подобно на много психолози преди 1900-та г. Пенроуз изглежда тотално отрича несъзнателните ментални процеси. Очевидно това е защото неговият истински критерий е интроспективният достъп до света на формалните идеи. Но интроспекцията е невъзможна за несъзнаваните събития и така тенденцията за тези, които се опират единствено на интроспекцията, е да поставят под съмнение широката област на несъзнателните процеси.”[39]. Според Баарс, следователно, тази теория не обяснява несъзнателната обработка на информацията.
Моделът Пенроуз-Хамероф, въпреки тяхната висока самооценка, че “осигурявайки връзка между предсъзнаваното в прехода му към съзнавано с неизчислимостта и свързването на различните времеви и пространствени суперпозиции в моменталното “сега” на съзнанието, ние вярваме, че ОркОр е най-конкретният и правдоподобен модел на съзнанието, предлаган досега”[40], е силно спекулативен. Физическата страна на “разказа” на Пенроуз-Хамероф се отнася до едно бъдещо развитие на квантовата теория, което би могло да доведе – но е възможно и да не доведе - до обяснение на физичните процеси при редукция на квантовите състояния.
14.7. Двуаспектната теория на Чалмърз
Както много пъти бе изтъкнато, двуаспектната теория разглежда менталното и физическото като аспекти или прояви на една и съща “подлежаща” реалност, в която съзнание и материя са неотделими. В такъв случай въпросът за разграничението им придобива епистемичен характер. Важно става какъв познавателен инструмент прилагаме, за да си осигурим достъп до трите “елемента” – материя, съзнание и неутрална реалност, а не толкова природата или “съставът” на тази реалност. Съответно статусът на последната става онтически, а не онтологически – с други думи, интересува ни като обект и фактите относно него, а не като битийна същност.
За първи път след възкръсването на понятието “съзнание” в строгия смисъл (вж. т. 2.1.) австралиецът Д. Чалмърз, оксфордски възпитаник и преподавател в САЩ (до 2004 г.) предлага една истинска провокация към доминиращия под различни имена материализъм. След – и всъщност като резултат от - неговата основополагаща статия “С лице към проблема за съзнанието”, краят на 20 и началото на 21 в. разработват множество двуаспектни теории за съзнанието. Имайки предвид, че настоящият текст е в някакъв смисъл и историография на съвременната философия на съзнанието, ще отдам дължимото на Чалмърз като пионер, а по-новите теории ще спомена съвсем накратко.
Разграничението, което Чалмърз прави между “лесните” и “трудните” проблеми на съзнанието, днес е нарицателно. “Съзнание” е многозначен термин, както се убедихме още от самото начало. Някои от феномените, обозначавани с тази дума, счита Чалмърз, са лесни за обяснение. Те “се поддават на стандартните методи на когнитивната наука, като даден феномен бива обяснен в термините на изчислителни или невронални механизми.”[41] Лесните проблеми са способността на съзнанието да различава, категоризира и реагира на стимулите на средата; интеграцията на информацията от дадена когнитивна система; съобщимостта на менталните състояния; способността на една система да има достъп до собствените си вътрешни състояния; фокусирането на вниманието; преднамереният контрол над поведението и разликата между будно и спящо състояние. Чалмърз отбелязва, че ако не в подробности, то поне като рамка за обяснителни модели всички гореспоменати феномени са податливи на научно обяснение, и че ако с това се изчерпваше съзнанието, то не би било кой знае какъв проблем.
Истински трудният проблем на съзнанието според Чалмърз е един. Това е проблемът за това, че “когато мислим и усещаме, у нас има и “бръм” от обработката на информация, но има и субективен аспект.”[42] Този субективен аспект е преживяването. Минава за общоприето, че преживяването възниква на физическа база, но няма добро обяснение защо и как става това. Това е централният смисъл на понятието “съзнание”, според Чалмърз, и един организъм е съзнателен, когато има субективни преживявания.
Лесните проблеми на съзнанието са лесни, защото при тях е необходимо обяснение на способности или функции, а последното се постига като се посочат конкретните механизми, които могат да изпълнят функцията. “Напротив, трудният проблем е труден именно защото той не е проблем за изпълнението на някаква функция.”[43] Критиката на Чалмърз към функционалния подход е ограничена до това, че последният не обяснява защо изпълнението на функции като възприятие, запаметяване или език са придружавани от преживяване. Тук може да се каже, че Чалмърз в ролята си на факлоносец на новия проблем приема без по-нататъшни аргументи придружаването на някои функции от преживяване. Не е съвсем сигурно, че наизустяването на “Опълченците на Шипка” или изговарянето на “2+2=4” се свързват с някакво специфично субективно преживяване именно от гледна точка на запаметяването и изговарянето, а не от гледна точка на обстоятелството, че това се е случило на топло пред камината, сред миризмата на боровата гора и т.н. Така или иначе, патосът на Чалмърз е ясен и при тези предпоставки. При съзнанието има по-нататъшен проблем, явяващ се, след като сме обяснили функциите, но няма “аналогичен проблем при обяснението на гените, живота или ученето.”[44]
Чалмърз дава няколко примера за емпирични изследвания в областта на когнитивната и невронауката, които само на пръв поглед решават проблема за съзнанието. Първият е невробиологичната теория за съзнанието на Ф. Крик и К. Кох, определяща като основа на съзнанието осцилациите в кората с честота между 35 и 75 херца. Тези осцилации корелират с осъзнаването в няколко модалности, например зрителна и обонятелна, и изглежда свързват информационното съдържание, обещавайки по този начин да разкрият механизма на тази връзка. За Крик и Кох той е в синхронизирането на осцилациите на групи неврони, репрезентиращи съответното съдържание, и активират паметта. Много подробности от тази теория не са доработени, но дори и това да стане, пише Чалмърз, “такава теория би била ценна, но не би ни казала нищо за това, защо релевантните съдържания се преживяват.”[45]
Вторият пример е теорията на Б. Баарс за глобалното работно пространство на съзнанието. Той работи с компютърната метафора. Съдържанието на съзнанието се намира в едно глобално работно пространство, което изпълнява ролята на централен процесор, опосредстващ връзките между специализираните несъзнателни процесори. Когато последните трябва да разпространят информация към останалата част от системата, те я изпращат най-напред до централния процесор, така че цялата система да има достъп до нея. “Може да се помисли, - казва Чалмърз – че съгласно тази теория съдържанията на преживяването са именно съдържанията на работното пространство. Но дори и това да е така, нищо вътрешно за теорията не обяснява защо информацията в рамките на глобалното работно пространство се преживява.”[46]
Според Чалмърз е необходима някаква допълнителна съставка в обяснението, но “инжектирането” на теориите за хаоса, квантовата физика и нелинейната динамика не са уместни, защото те остават на равнището на функциите. Освен това, всички тези методи са редукционистки, доколкото обясняват феномени от по-високи равнища изцяло в термините на физическите процеси. Това Чалмърз нарича “евтино обяснение”.[47] Тези критики на съществуващите подходи не трябва да водят до отказ от обяснение, както това правят мнозина автори. Необходимо е нередукционистко обяснение, при което някои същности се приемат за фундаментални, т.е. не се обясняват чрез нещо по-просто. Например, за да се обясни електромагнетизмът, онтологията на физиката не е могла да бъде запазена (да си припомним твърдоглавия нютонианец), а е трябвало да бъде разширена с постулирането на нови базисни същности.
Затова Чалмърз предполага, че “теорията за съзнанието трябва да приеме преживяването като фундаментално. Ние знаем, според него, че теорията за съзнанието изисква добавянето на нещо фундаментално към нашата онтология, тъй като всичко във физическата теория е съвместимо с отсъствието на съзнание. Ние бихме могли да добавим някаква изцяло нова нефизическа черта, от която да може да бъде изведено преживяването, но е трудно да се види каква може да бъде тази черта.”[48]
Предложението на Чалмърз е тази черта да бъде самото преживяване или феноменален опит. Но то би се нуждало от фундаментални закони, следователно и от нови принципи, които да се добавят към основните природни закони. Тези нови принципи и закони биха имали психофизически характер и не биха се смесвали с физическите закони. “Физическата теория ни дава теория за физическите процеси, а психофизическата теория ни казва как тези процеси пораждат преживяването. Ние знаем, че преживяването зависи от физическите процеси, но също така знаем, че тази зависимост не може да бъде извлечена само от физическите закони.”[49] Тук Чалмърз едва ли не дума по дума повтаря аргумента на Декарт за това, че “душата...по никакъв начин не може да бъде извлечена от способностите на материята.”[50] Затова посветихме толкова страници на изкушенията на дуализма, които са живи и до ден днешен. Естествено е да очакваме теорията на Чалмърз да е вид дуализъм, и той си го признава, но смята, че това е особена форма на дуализъм, която, “ако трябва да има име, добър избор би бил натуралистичен дуализъм.”[51]
Ето и същността на теорията на Чалмърз, или по-скоро на нейната скица. Тя включва три нови принципа: 1) структурна кохерентност. Това е принцип за съгласуваността между структурата на съзнанието и структурата на осъзнатостта (awareness). Втория термин Чалмърз използва отначало като обозначител на функционалните феномени, свързвани със съзнанието, а впоследствие го ограничава до специфичните процеси, лежащи в основата на преживяването – информационните съдържания, които са достъпни за централната система (по Баарс) и влияят върху поведението. Те са обект на глобален контрол. “Където има съзнателно преживяване, - пише Чалмърз – има някаква съответстваща информация в когнитивната система, на разположение при контрола на поведението и на разположение за вербално съобщаване. Обратно, изглежда, че когато информацията е на разположение за съобщаване и глобален контрол, имаме съответното съзнателно преживяване. Следователно, има пряко съответствие между съзнание и осъзнатост.”[52]
Ако вземем като пример усещането за цвят, за всяко различаване на цветовия опит (преживяване) съществува кореспондиращо различие в обработката на информацията. Това според Чалмърз важи за всички видове информация, постъпваща в съзнанието, затова “този принцип отразява централния факт, че макар когнитивните процеси да не влекат концептуално факти за съзнателно преживяване, съзнанието и познанието не плават свободни едно от друго, а се съгласуват по много тесен начин.”[53]
2) Принцип на организационната инвариантност. Той гласи, че кои да е две системи с еднаква фино структурирана функционална организация ще имат качествено идентични преживявания. Тук няма да излагам аргументите на Чалмърз в полза на този принцип, защото те са аналогични на тези в теорията за идентичността на съзнание и мозък, но пренесени на функционално равнище.
3) Двуаспектната теория за информацията. Чалмърз отбелязва, че предишните два принципа не са основни, защото включват понятия от по-високи равнища като “осъзнатост” и “организация”, следователно не могат да участват във формирането на фундаментални закони относно съзнанието. Единствената им роля е на ограничители, които фундаменталните принципи трябва да удовлетворяват. Такъв фундаментален принцип е свързаният с понятието информация. “Където има информация, има информационни състояния, вградени в едно информационно пространство. Информационното пространство притежава базисна структура на отношения на разлика между своите елементи...”[54] Информационното пространство е абстрактен обект, но когато съществува пространство на физически състояния, информацията може да се разглежда като физически въплътена, така че преносът на състояния става по каузален начин и пренесените състояния формират ново информационно пространство.
От прекия изоморфизъм (еднозначното съответствие) между определено физически въплътено информационно пространство и определено феноменално (или на преживяването) информационно пространство следва, че “можем да намерим същото абстрактно информационно пространство въплътено във физическите процеси и в съзнателното преживяване.”[55] Оттук, информацията има два основни аспекта – физически и феноменален. Така преживяването възниква по силата на статута си на един от аспектите на информацията.
Каква оценка може да се даде на теорията на Чалмърз, освен че тя става пусков механизъм за редица изследвания в различни области, имащи отношение към съзнанието? На първо място, тя е силно спекулативна, особено що се отнася до третия принцип, който е неопределен и не отговаря на въпроса дали всяка информация притежава тези два аспекта. Самият Чалмърз си задава този въпрос и предлага две стратегии за решаването му. Едната е да се въведат допълнителни ограничения в принцип 3), а другата – да се допусне липсата на каквито и да било ограничения. От това би следвало, че преживяването е много по-обхватен феномен, толкова обхватен, колкото информацията, която е буквално навсякъде.
Чалмърз приема втората стратегия, отбелязвайки: “Където има проста обработка на информацията, там има и просто преживяване, а където има сложна обработка на информацията, има сложни преживявания. Мишката има по-проста структура за обработка на информацията от човека и съответно има по-прости преживявания; може би един термостат – максимално проста информационнообработваща структура – би могъл да има максимално просто преживяване?”[56]
Не е чудно в такъв случай, че много автори определят позицията на Чалмърз като панпсихизъм.[57] Това означава, че в границите на универсалната симетрия на едно психофизически неутрално равнище всяка система притежава и ментален, и материален аспект. Но, според М. Локуд, “Натуралистичният панпсихизъм не дава проверими предсказания. Тогава защо да го вземаме насериозно?”[58] Без да отхвърляме директно подобни възгледи, трябва да сме наясно, че в техните рамки трябва да се прави разграничение между менталност изобщо и съзнание в частност. Тогава човешкото съзнание става специален случай от менталната област поради особеностите на материалния си корелат – мозъкът.
Накрая, необходимо е да се маркира поне една теория, стъпваща върху първоначалната идея на Чалмърз, и аз избрах да предам отзива на Атмънспекър за теорията на Х. Примас от 2003 г. поради това, че е най-нова. Тя използва дистинкцията на Чалмърз между областта на онтичното и епистемичното, за да въведе понятието “активна информация”[59], което изразява способността на “вътрешния ред на физическите феномени” да “информира” епистемично разграничените области на материята и съзнанието. Тези области от физична гледна точка се отнасят до разликата между “локалния реализъм” на емпиричните факти, придобити чрез класическите измервателни процедури, и “холистичния реализъм” на “преплетените” системи. Може би тук е мястото най-сетне да дефинираме квантовофизичния термин “увличане” (entanglement) или, както още може да се нарече, “преплитане”. Това е феномен, при който квантовите състояния на два или повече обекта трябва да бъдат описвани в отношение едно към друго, дори и самите обекти да са разделени в пространството. Това води до корелация между наблюдаемите физични свойства на системите. Например, възможно е да се препарират две частици в едно квантово състояние така, че когато се наблюдава спинът на едната, спинът на другата се променя в противоположен. Така материята и съзнанието са свързани чрез процеса на измерване, но все още независимо от съзнателния наблюдател. Значимото тук е възможността менталното и материалното да “наследят” корелацията си от общата им причина, която е психофизически неутрална – т.е. такива корелации са “останки” от изгубения на това равнище холизъм. Както акцентира Атмънспекър, “те не са подходящи за обяснение чрез пряко причинно взаимодействие между менталната и материалната област. Тяхното съществуване би изисквало някаква несъзнателна дейност, влечаща корелативни ефекти, които биха изглеждали като ментално причиняване.”
Разликата между ментално и материално се оказва зависима от два различни модуса на времето – ментално, включващо “сега”, и физическо, което е външен параметър. “Сегашността” и насочеността на времето произлизат от менталната област, чието диференцирано време (минало, настояще, бъдеще) е в квантова корелация с параметричното време на физиката чрез “увличането” на времето. Тази схема е зачатъчна, като дори няма намек как да бъда проверена емпирично. Но тя за първи път предлага формално развита и концептуално непротиворечива рамка за двуаспектния подход. Конкретна работа в тази насока е започната също и от невробиолога У. Фриман, но цитираната по-долу статия отделя повече място на причинността, отколкото на времето.Това обаче е предмет на друга дискусия.
Бележки
http://bg.saznanieto.com/
