О квантовой теории человеческого сознания Пенроуза

Эта статья опубликована вне проектов, т.к. ее предмет мне был интересен сам по себе. Коротко обо всех проектах – в резюме на моей странице на proza.ru, о каждом - в Предисловии к нему.


Для того, чтобы отвлечься от работы по совершенствованию и завершению текста, в котором уже набежало больше 200 страниц, чем я занимаюсь впервые в жизни, заглянул на сайт всемирного благотворительного фонда Темплтона (templetonworldcharity.org). Года три назад они ассигновали $20M на ускорение исследований сознания и мне было интересно узнать, как у них идут дела, хотя закончат свое ускорение они, наверное, к середине 20-х, в результате отсеяв, как они надеются, наименее перспективные теории.


Разъясняя свою инициативу организаторы сказали, что на особый подход к ускорению исследований их вдохновил эксперимент А. Эддингтона 1919 г., который он поставил для того, чтобы выяснить, какая теория гравитации лучше описывает эксперимент, И.Ньютона или А.Эйнштейна. То же самое они решили сделать с полдюжиной ныне существующих теорий сознания, устроив такой экспериментальный «мортал комбат» для пар теорий. Еще тогда сами ученые, специалисты по сознанию, называли такое соревнование теорий «диковинным» (16.10.2019 «Outlandish» competition seeks the brain’s source of consciousness.). Однако, эту идею поддержали крупные нейроученые, в т.ч. Кристофер Кох, и первый этап соревнования (цена вопроса $5M) начался в середине октября 2019 г. на международной нейро-конференции в Чикаго. Были выбраны две первые теории, 6 лабораторий из США, Германии, Англии, Китая должны были обследовать 500 подопытных для их сравнения. Хотя автор одной из них сомневался, что результат может быть однозначно отрицательным, но «жизнь это нам затруднит». Тем не менее, «если окажется, что результаты опровергают одну из теорий, участники согласились признать свою неправоту, по крайней мере в некоторой степени».


Когда я на сайте этого фонда посмотрел на список действующих проектов, то к моему величайшему удивлению обнаружил квантовую теорию человеческого сознания Пенроуза-Хамероффа среди участников этого «мортал комбата». Для более адекватного понимания происходящего нужно отметить, что отечественные специалисты по сознанию и мозгу, например, академики РАН К.В. Анохин и С.В. Медведев, в эти «игры» не играют. Они и их коллеги общаются с Его Святейшеством Далай Ламой XIV, изучают тукдам и даже в очередной раз, на их взгляд, «по взрослому» хотят замахнуться на реинкарнацию (см. мои статьи о тукдаме). На одной из своих популярных лекций о современной ситуации с проблемой сознания академик РАН К.В. Анохин говорил о том, что наука о сознании сейчас находится на пороге не имеющей аналогов в истории научной революции, в результате которой будет создана теория сознания (чем он активно занимается) и мы сможем наконец понять, кто мы и куда идем. 


Я здесь, конечно, не ставлю цель описать теорию Пенроуза-Хамероффа. Первое, что хочу отметить, это реакция некоторых представителей академических сообществ на эти работы теперь уже лауреата Нобелевской премии по физике (2020 г.) сэра Роджера Пенроуза, которую он получил за работу по черным дырам 1965 г., и его соавтора известного нейрофизиолога Стюарта Хамероффа. Рискну предположить, что реакция истеблишмента академического сообщества естественнонаучного направления вполне адекватно отражена в статье А. Левина о Нобелевской премии по физике 2020 г. на портале elementy.ru.


«Позднее он неоднократно пробовал силы в математике, логике, астрофизике и даже философии, однако некоторые из его результатов, особенно опубликованные в последние четыре десятилетия, не вызывали восторженных отзывов специалистов. Чтобы не портить праздник, позволю себе воздержаться от уточнений, поскольку к Нобелевской премии эта его деятельность отношения не имеет».


Проще говоря, поморщились. Работы по сознанию, которые А. Левин назвал философскими, наверное, из большой «симпатии» к ним, были опубликованы как раз в указанный им период.


Реакцию философов нетрудно предугадать, поскольку, на мой взгляд, сэр Р. Пенроуз этими своими работами (как, впрочем, лет на 15 позже и д.ф.-м.н. М.Б. Менский) со своим соавтором С. Хамероффом устроили «скандал», утверждая, что без физики, квантовой механики нельзя понять человеческое сознание. Кто у нас главный по сознанию в науке? Конечно, философы, психологи, психиатры, нейрофизиологи, нейробиологи, наконец. Но никак не физики.


На первый взгляд, может показаться, что утверждение о том, что без физики, квантовой механики нельзя понять сознание, почти банальность, т.к. наши тела состоят из атомов и молекул, которые живут по законам микромира, т.е. квантовой механики. Однако, в теории Пенроуза-Хамероффа (и тем более у М.Б. Менского) речь идет не о значении микроскопических квантовых событий для работы мозга (какие-нибудь каналы в клеточных мембранах открываются-закрываются, электрические импульсы по нейронам бегают и т.д.), а о значении макроскопических квантовых явлений. До сих пор такие явления были известны как сверхпроводимость и сверхтекучесть, существующие при низких температурах.


Дальше я приведу мнение известного отечественного философа о теории Пенроуза-Хамероффа, самого Хамероффа, а потом кратко опишу, чем она мне особенно … дорога. Первое принадлежит можно сказать одному из патриархов отечественной философии Д.И. Дубровскому (1929 г.р.). Она называется «Критический анализ теории сознания Пенроуза-Хамероффа. Часть 1», «Философия науки и техники», т. 22, №1, 2017. Цитирую самое ее начало:


«Прошло более 20 лет с тех пор как была выдвинута теория сознания Пенроуза-Хамероффа. За это время она не получила значимых подтверждений, более того подвергалась основательной критике многими крупными учеными. О несостоятельности этой теории свидетельствовал такой авторитет, как Стивен Хокинг. Несмотря на все это, указанная теория продолжает фигурировать в научном сообществе и рекламироваться в популярной литературе как крупное достижение науки в исследовании сознания. Такое положение дел побуждает к подробному рассмотрению и дополнительному критическому анализу теории Пенроуза-Хамероффа. Понятно, что одна из причин «поддержки» этой теории заключается в том, что ее соавтором и главным основателем является выдающийся ученый нашего времени, математик и специалист в области космологии и астрофизики Роджер Пенроуз. В статье подробно рассматриваются основные положения теории, суть которой связывается с операцией «объективной редукции» (OR) как квантового вычисления в микротубулах мозга. … Приводятся критические аргументы таких крупных специалистов, как А. Шимони, Н. Картрайт, С. Хокинг, высказанные ими вскоре после появления теории. Особое значение имеют критические доводы С. Хокинга с позиций квантовой механики.»


Тот, кто читал последнюю книгу сэра Р. Пенроуза из его трилогии по проблеме «физика и сознание» («Новый ум короля», «Тени разума», «Большое, малое и человеческий ум» (1997), вторая написана с учетом критики первой, третья самая тоненькая – по сути дайджест второй), в конце которой он опубликовал свою дискуссию с С. Хокингом, А. Шимони (известный физик) и Н. Картрайт (известная философ), дальше вряд ли захочет читать. С.Хокинг высказал основной физический аргумент против этой теории, который лежит на поверхности и к которому я уже подошел выше, когда писал, что главное для Р. Пенроуза (как и М.Б. Менского) с точки зрения квантовой механики – это макроскопические квантовые явления. Этот аргумент многократно повторялся многочисленными критиками: человеческий мозг слишком теплый и шумный, чтобы в нем происходило то, что нужно Р. Пенроузу. В опубликованной им самим дискуссии Пенроуз ответил Хокингу, что в мозге происходит много такого, что мы еще не понимаем, по сути, признав его правоту, но с оптимизмом глядя в будущее своей теории, т.к. не отказался от нее.


Если посмотреть статью Д.И. Дубровского дальше, то он пишет, что по сути излагает опубликованную самим Пенроузом дискуссию с Хокингом, Шимони и Картрайт, т.к. разделяет их критику (напомню, что книга была опубликована на английском в 1997 г.), дополняя своими философскими и методологическими замечаниями.


И вот теперь теория Пенроуза-Хамероффа участвует в этом «мортал комбате», на который ее выбрали те, кто решил потратить таким образом $20M. Только ли потому, о чем писал Д.И. Дубровский? «Одна из причин «поддержки» этой теории заключается в том, что ее соавтором и главным основателем является выдающийся ученый нашего времени».


Если поинтересоваться мнением не только критиков, стирающих в порошок и размазывающих по стенке критикуемое, но и создателей этой теории, то выяснится следующее. По приглашению Московского центра исследования сознания при философском факультете МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, hardproblem.ru) 10 октября 2016 г. С. Хамерофф рассказал о своей и Пенроуза теории, о ее взлетах и падениях, результатах 20-летней работы.  Он представил «обзор «оркестрируемой» ОР в свете критики, представляя экспериментальные свидетельства в пользу 1) иерархических квантовых резонансов в микротрубочках (терагерц, гигагерц, мегагерц, килогерц) и 2) анестетиков, препятствующих появлению сознания посредством квантовых воздействий на микротрубочки».  (ОР – это объективная редукция волновой функции, предложенная Р. Пенроузом.)


В итоге С. Хамерофф оценивает свою с Пенроузом теорию так: ««Оркестрируемая» ОР является полноценной теорией, совместимой с методами нейронного уровня и лучше поддерживается экспериментально, чем другие теории сознания».


Интересно, что Д.И. Дубровский был оппонентом С. Хамероффа на этом его докладе. Поразительно, но в своей статье, рассказывая о сути теории Пенроуза-Хамероффа он вообще не упомянул об общих анестетиках, а сам Хамерофф акцентировал их. По Дубровскому «спуск» на уровень цитоскелета (микротрубочек) в теории Пенроуза-Хамероффа объясняется так: «авторы теории, как они полагают, находят и тот мозговой субстрат, который способен реализовать квантовые процессы ОR. Это – тубулиновые трубочки, образующие цитоскелет нейронов и других клеток. Они выполняют в нейроне многообразные функции, способны оказывать воздействие на дендриты и синаптические процессы и т. д. Выбор микротрубок связан с их структурой, подходящей якобы для реализации ОR, поскольку они могут обеспечить изоляцию от окружения при передаче квантовых суперпозиций.»


Роль общих анестетиков в теории Пенроуза-Хамероффа очень важна, ее не заметил Д.И. Дубровский, акцентировав, конечно, теорему Гёделя, идею о невычислимости сознания, перспективу квантовой гравитации. Поэтому теперь о моем впечатлении от этой теории, с которой я познакомился еще в прошлом тысячелетии, когда книги Пенроуза не были переведены на русский. Тяжко был читать, но я не жалею о потраченном времени и силах. Во-первых, меня поразила именно роль общих анестетиков в … эмпирических предпосылках теории.


Во второй книге трилогии сэр Роджер Пенроуз задает вопрос: когда лучше изучать сознание? И дает очень простой и понятный ответ: тогда, когда оно отключается, например, под действием общих анестетиков. Одним из самых распространенных в Природе и самых первых общих анестетиков является закись азота. Согласно Киотскому протоколу, это третий парниковый газ после СО2 и метана. В малых концентрациях он становится «веселящим газом», поэтому и запрещен для немедицинского использования в РФ в 2020 г. В смеси с кислородом 20%/80%, т.е. почти как воздух, только вместо азота его закись, он используется при общей анестезии детей. Вам кладут маску на лицо и говорят, считай до 100. Общие анестетики, а их сейчас известно около десятка, лишают сознания не только людей и животных, но обездвиживают и одноклеточных. Механизм их действия до конца не ясен, более того, он считается не химическим, а физическим. Вот путь на уровень клеток в теории Пенроуза-Хамероффа, а не по сути подгонка под теорию, как его представил Д.И. Дубровский. Напомню, что за проблемой общих анестетиков в теории Пенроуза-Хамероффа стоит С. Хамерофф, который, как написал о нем Д.И. Дубровский в своей критической статье, является «специалистом в области анестезиологии» и это единственный раз, когда д.ф.н. профессор, главный научный сотрудник института философии РАН, упомянул тему анестезии в своей статье.


Сейчас не помню точно, но у кого-то из нейрофизиологов, занимавшихся комой, прочитал о двух подходах к исследованию сознания в науке. Один связан с языком и поэтому с философией, психологией и т.д. А другой появляется, когда человеку надо спасать жизнь, он выходит из комы и у него постепенно восстанавливается нормальное сознания. Общий наркоз – это не кома, но вот этот второй подход к сознанию, конечно, не для философов. Выходя из комы или из общей анестезии, не напишешь гору тысячестраничных томов о сознании.


Одна из основных функций цитоскелета одноклеточных – это поддержание формы клетки и ее движение. Сэр Р. Пенроуз и С. Хамерофф очень последовательны в связке сознание-движение. У них есть работа, в которой они четко обозначили свои философские позиции, опубликованная в 2011 г., Д.И. Дубровский почему-то на нее не ссылался, хотя писал свою критику в 2016 г. В той статье Пенроуз и Хамерофф совершенно четко заявили, что они не считают себя ни материалистами, ни идеалистами. По их мнению, протосознание «слито» с веществом вот в каком смысле. Одна из особенностей подхода Пенроуза к квантовой механике состоит в том, что он считает корпускулярно-волновой дуализм свойством самой реальности, а не показателем неполноты наших знаний о микромире. И вот этот переход волна-частица он связывает с проявлением протосознания у свободной микрочастицы. По некоторым оценкам свободно движущийся электрон (такой бывает только у теоретиков, чтобы столько двигаться и ни с кем не провзаимодействовать) раз в сто миллионов лет спонтанно претерпевает переход волна-частица.


Есть еще такой очень важный для меня момент в общих анестетиках - известная более ста лет корреляция Мейра-Овертона - их растворимость в оливковом масле: чем сильнее общий анестетик тем лучше он растворяется в оливковом масле. С. Хамерофф писал в одной из своих статей по этой теории, что в цитоскелете образуются такие "канальцы", наполненные чем-то типа оливкового масла (вообще, как и любое другое растительное масло, оно состоит из высших жирных кислот, молекулярной основы клеточных мембран). Ну что такое для меня оливковое масло, если мне интересны "мироточения"? Именно оно само и появляется на иконах...