Чтение онлайн

До сих пор мы говорили об общепринятых понятиях, таких как сложные системы и эмерджентные свойства, которые в 2019 году уже не вызывают серьезных разногласий, хотя, безусловно, не были такими общепринятыми еще в совсем недавнем прошлом. Глубоко и тщательно обдумав этот вопрос, я осознал, что наш мозг постоянно занят созданием эмерджентных свойств для построения непрерывной картины внешнего мира, которая была бы для нас осмысленной. Рассуждая на эту тему, я задумался о том, как эмерджентные свойства могли быть пережиты впервые без таких наблюдателей, как мы, мозг которых активно пытается придать смысл внешнему миру, чтобы повысить шансы на выживание. Давайте воспользуемся метафорой, исходно предложенной физиком Джулианом Барбуром в книге «Конец времени» для иллюстрации центральной идеи его теории космологии без времени, и рассмотрим еще один конкретный пример – кошку. На квантовом уровне кошка есть не что иное, как огромный набор атомов, расположенных в определенном и довольно сложном молекулярном порядке. Время от времени этот гигантский набор атомов принимает разные состояния или конфигурации, которые в атомном масштабе не имеют большого смысла. Однако для нас в качестве наблюдателей (и, вероятно, для несчастной мыши) кошка – совершенно определенное существо: живой и дышащий организм, который мы воспринимаем в качестве непрерывной сущности, способной прыгать, бегать, царапаться, а иногда спокойно сидеть у нас на коленях и одаривать нас невероятной привилегией ее гладить. Это при условии, если мы хорошо себя ведем.

Подумав об этой метафоре, сначала я решил, что объяснить, почему мы не ощущаем пустого пространства, когда смотрим на массу атомов, образующих стакан воды или кошку, а воспринимаем предметы непрерывными на макроскопическом уровне, можно на примере гипотетического механизма, посредством которого человеческий мозг, особенно наша зрительная система, реагирует на неожиданную прерывистость в объектах внешнего мира. Общее нейрофизиологическое явление, связанное с этой непрерывностью восприятия, называют зрительным заполнением. Чтобы понять, что это такое, вспомним мой любимый афоризм: мы видим до того, как смотрим. Я имею в виду, что для предсказания того, что мы увидим в следующий момент, наш релятивистский мозг всегда основывается на своей внутренней модели мира. Феномен зрительного заполнения (рис. 9.1) прекрасно иллюстрирует это фундаментальное свойство. Хотя на рисунке 9.1 не нарисован белый треугольник, наш мозг создает соответствующий ему образ, объединяя пустое пространство, образованное в результате специфического расположения разомкнутых кругов и черных треугольников. У пациентов с повреждениями сетчатки реализуется аналогичный феномен заполнения. Это объясняет, почему иногда они совершенно не осознают наличия у себя даже значительного зрительного дефицита, пока не пройдут осмотр у офтальмолога, не врежутся в дверной косяк или не побьют машину, пытаясь заехать в гараж. В этом суть заполнения; мозг фактически заполняет пустое пространство (так называемую скотому, вызванную повреждением сетчатки) с помощью соседних элементов.

Рис. 9.1. Явление зрительного заполнения (рисунок Кустодио Роса).

Заполнение также происходит и в других сенсорных путях, что означает, что это общая стратегия мозга для осмысления сценариев, в которых ему недостает некоторой информации. Таким образом, по той же причине, по которой для нашего мозга в мире не должно быть «дыры» от слепого пятна, мы также «восполняем» слова в разговоре, когда слышим лишь частичные или прерванные фразы. Благодаря тому же механизму последовательности отдельных тактильных возбуждений кожи, происходящих с определенной частотой, могут восприниматься как непрерывное прикосновение к руке. В рамках релятивистской теории мозга явление заполнения, которое, по-видимому, происходит на уровне коры, представляет собой еще один пример способности электромагнитных полей нейронов вызывать массивную синхронизацию нейронов, создающую непрерывное аналоговое описание внешнего мира.

Из всего этого следует, что генерализация явления заполнения в мозге дает эволюционное преимущество за счет обеспечения оптимального восприятия внешнего мира при наличии локальных «дыр» в информации, поставляемой рецепторами с периферии тела. Случайно, как раз в тот момент, когда я печатал этот абзац, я наблюдал на собственном примере яркую демонстрацию возможной роли зрительного заполнения. Поскольку мой взгляд был сосредоточен на экране компьютера, я лишь периферическим зрением левого глаза различал стоявший на подставке рядом на столе айпад. Вдруг я подпрыгнул в кресле, поскольку абсолютно отчетливо почувствовал, что ко мне по столу приближается таракан. Выяснилось, что мнимым тараканом оказалось не что иное, как коричневая сфера, двигавшаяся в горизонтальном направлении на рекламной полосе, вспыхнувшей на экране планшета. Благодаря явлению заполнения мой мозг превратил эту бессмысленную коричневую сферу в потенциальную угрозу – таракана Северной Каролины – и заставил меня отскочить с его пути.

Я предполагаю, что зрительное заполнение имеет отношение к тому, каким образом мы на макроскопическом уровне воспринимаем непрерывными вещи, являющиеся прерывистыми на квантовом. Иными словами, если бы не наш мозг, проекции квантового мира в нашем мире не воспринимались бы в виде непрерывных предметов. Однако, чтобы полностью разъяснить, как именно это происходит, нужно предложить механизм, с помощью которого зрительная система обучается анализировать непрерывность предметов (и использовать полученные данные в качестве основного эталона или обычного стандарта) и затем старается воспроизводить его на протяжении всей жизни вне зависимости от уровня прерывистости той или иной сцены или предмета. Я считаю, что эта способность нашего мозга сформировалась в целом в ходе долгого пройденного нами эволюционного пути, но также что она формируется у каждого конкретного человека в процессе длительного постнатального развития. Я предполагаю, что в последнем случае для калибровки нашего зрительного восприятия используются другие сенсорные возможности, особенно тактильные (и наоборот), так что в результате перебора наш мозг приходит к окончательному решению воспринимать предметы непрерывными. В этом контексте уместно напомнить, что на самом деле мы никогда ни до чего не дотрагиваемся. Согласно принципу запрета Паули и из-за того, что электроны на поверхности любого предмета отталкивают электроны на поверхности нашего тела (отрицательные заряды отталкиваются), кончики наших пальцев приближаются к поверхности любого предмета на микроскопически малое расстояние, но никогда ее не касаются. Возможно, одна из самых забавных сторон сенсорной нейробиологии заключается в том, что все наши тактильные ощущения – лишь результат электромагнитного отталкивания.

В ходе раннего постнатального развития наш мозг, помимо мультимодальной калибровки, вероятно, также подвергается влиянию множества социальных воздействий, помогающих каждому из нас обучаться согласованной модели ожидания в восприятии внешнего мира. Разговаривая с маленькими детьми и обучая их разным аспектам жизни («Осторожнее с горячей водой», «Не бери нож за лезвие»), матери, вероятно, помогают мозгу ребенка консолидировать определенную модель восприятия различных предметов. В совокупности все эти механизмы (эволюция, мультимодальная калибровка и постнатальный социальный консенсус), вероятно, отвечают за то, как наш мозг генерирует такие эмерджентные свойства, которые позволяют нам ощущать твердыми и непрерывными предметы, которые на атомарном уровне в основном состоят из пустоты.

Если развить эту гипотезу чуть дальше, не так уж сложно представить себе, что самые примитивные представления о пространстве и времени, какими мы их ощущаем, также можно считать эмерджентными свойствами, производимыми нашим мозгом с помощью аналогичной, но несколько расширенной версии явления заполнения. На сегодняшний день наилучшие подтверждения данной гипотезы получены от людей, находившихся под влиянием галлюциногенных веществ. Так, хорошо известно, что некоторые люди под воздействием ЛСД заявляют, что окружающее их пространство внезапно становится каким-то жидким. Мой любимый классический пример я впервые услышал много лет назад, когда учился на медицинском факультете. Это был рассказ об одном человеке, который через несколько минут после употребления ЛСД внезапно решил нырнуть в довольно твердый бетонный тротуар, приняв его за бассейн. В своей книге «Двери восприятия» Олдос Хаксли подробно описывает, что он почувствовал через полчаса после приема небольшой дозы мескалина [24] . Когда его спросили, как он воспринимал окружавшее его пространство, Хаксли сообщил: «На это было трудно ответить. Да, перспектива выглядела довольно странно, и стены комнаты, казалось, уже не смыкались под прямыми углами. Но эти факты были на самом деле не важны. В действительности важным фактом было то, что пространственные отношения перестали иметь большое значение и что мой ум воспринимал мир в иных категориях, нежели пространственные. В обычное время глаз занимает себя такими проблемами, как: Где? – Насколько далеко? – Как и относительно чего располагается? Под воздействием мескалина подразумеваемые вопросы, на которые отвечает глаз, – иного порядка. Место и расстояние прекращают представлять какой-либо интерес» [25] .

Когда Хаксли попросили описать мебель в комнате, вот как он рассказал о пространственных связях между столиком для печатной машинки, плетеным креслом и стоящим за креслом рабочим столом: «Три эти предмета образовывали причудливый узор горизонталей, вертикалей и диагоналей – узор тем более интересный, что его нельзя было передать терминами пространственных отношений. Столик и письменный стол объединялись в композицию, напоминавшую что-то из Брака [а также Пабло Пикассо, одного из создателей кубизма] или Хуана Гриса, – натюрморт, узнаваемо соотносимый с объективным миром, но переданный без глубины, без какой бы то ни было претензии на фотографический реализм».

Когда Хаксли спросили о восприятии времени, он был еще более категоричен: «Его, кажется, очень много… Много, но сколько точно – совершенно неважно. Я, конечно, мог бы посмотреть на часы; но я знал, что мои часы находятся в другой вселенной. В действительности и до того, и в тот момент я воспринимал или неопределенную длительность, или нескончаемое настоящее, сделанные из одного, непрерывно меняющегося, апокалипсиса».

Позднее, вспоминая о своем очень необычном опыте, Хаксли заключал: «Однако поскольку мы – животные, наша задача – во что бы то ни стало выжить. Для того чтобы сделать биологическое выживание возможным, поток Всего Разума должен быть направлен через редуцирующий клапан мозга и нервной системы. То, что выходит с другого конца, – жалкий ручеек того сознания, которое поможет нам остаться в живых на поверхности данной планеты».

Большинство людей на основании такой информации, как свидетельства Хаксли, делают вывод, что при объяснении пространства и времени с учетом роли мозга мы лишь меняем способ восприятия, подразумевая при этом, что пространство и время – все же некие реальные сущности из окружающего мира. Такова на сегодняшний день основная общепринятая точка зрения. Я готов поспорить с такой интерпретацией. По сути, моя гипотеза предполагает, что пространство и время, напротив, являются как раз таки ментальными абстракциями, созданными нашим мозгом посредством нейрофизиологических механизмов, к числу которых относится заполнение. Это в значительной степени напоминает идею, впервые выдвинутую немецким эрудитом Готфридом Вильгельмом Лейбницом (главным соперником Исаака Ньютона), который еще в XVII веке утверждал, что пространство следует рассматривать не как сущность, но как эмерджентное свойство, вытекающее из установившихся между предметами взаимосвязей. Некоторые философы предлагали в аналогичном ключе рассматривать и понятие времени, о чем писал в своей книге Ли Смолин.

Я считаю, что особые ощущения времени и пространства входят в состав «набора», который должен создавать наш мозг, чтобы оптимизировать наши шансы на выживание. Однако, как свидетельствует Хаксли и многие другие, тонкая структура этого сформированного мозгом пространственно-временного континуума очень легко разрушается.

Я подозреваю, что теперь вы задаете себе вопрос, что же в таком случае можно сказать о стреле времени Пригожина или о том, что природа, неотступно соблюдая второй закон термодинамики, обеспечивает направляющий сигнал, из которого возникает время? Однако одно дело иметь потенциальные природные часы, и совсем другое дело – извлекать из них время. Я считаю, что для материализации и восприятия времени требуется наблюдатель (точнее, мозг наблюдателя). Более того, согласно знаменитой теореме Анри Пуанкаре о возвращении, через какой-то очень длительный, но конечный отрезок времени динамическая система, принявшая некую специфическую конфигурацию, может вернуться в исходное состояние. В таком контексте через очень-очень большой отрезок времени, когда система вернется в исходное состояние, потенциальная стрела времени Пригожина может просто исчезнуть.