Большое, малое и человеческий разум

Пенроуз Роджер

Seymore, J. and Norwood, D. (1993) A game for life, New Scientist, 139, No. 1889, 23-6.

Squires, E. (1990) On an alleged proof of the quantum probability law, Phys. Lett., A145, 67-8.

Turing, A. M. (1937) On computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem, Proc. Lond. Math. Soc. (ser. 2), 42, 230-65; a correction, 43, 544-6.

Turing, A. M. (1939) Systems of logic based on ordinals, P. Lond. Math. Soc, 45, 161-228.

von Neumann, J. (1955) Mathematical Foundations of Quantum Mechanics (Princeton University Press, Princeton).

Wigner, E. P. (1960) The unreasonable effectiveness of mathematics in the physical sciences, Commun. Pure Appl. Math., 13, 1—14 (имеется перевод: E. Вигнер. Этюды о симметрии. М.: — Мир, 1971; «Непостижимая эффективность математики в естественных науках», с. 182).

Zurek, W. Н. (1991) Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, 44 (No. 10), 36-44.

Глава 4. О мышлении, квантовой механике и актуализации возможностей.

Абнер Шимони

ВВЕДЕНИЕ

Я всегда восхищался общим настроением и духом исследований Роджера Пенроуза, в которых строгая наука сочетается со страстным желанием познать природу вещей. В своем творчестве он следует возвышенному призыву Гильберта: «Мы должны знать, и мы будем знать» [2] . Что касается постановки проблем, то я полностью согласен с автором в формулировке трех его основных тезисов: во-первых, проблема мышления может изучаться научными методами; во-вторых, квантовомеханические идеи каким-то образом соотносятся с классической философской проблемой связи души и тела; и, в-третьих, квантовомеханическая проблема актуализации возможностей действительно относится к чистой физике и требует для своего разрешения модификации существующего формализма квантовой механики. Однако мое согласие с автором ограничивается только этими формулировками. Я скептически отношусь к доводам, выдвигаемым Пенроузом в защиту указанных тезисов, и надеюсь, что моя критика будет учтена им в дальнейших исследованиях.

2

На могиле Гильберта написано: «Мы должны знать, и мы будем знать». См. Constance Reid (1970). Hilbert, p. 220 (New York: Springer-Verlag).

4.1. О РОЛИ И МЕСТЕ МЫШЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ

Приблизительно четверть объема трех первых глав этой книги и добрая половина предыдущей книги Пенроуза «Тени разума» (ниже я буду обозначать ее просто аббревиатурой TP) посвящены доказательствам неалгоритмической природы математических способностей человеческого мозга. В рецензии Хилари Патнам [3] на книгу TP уже подчеркивалось, что в доводах Пенроуза имеются явные пробелы. В частности, он не рассматривает возможность существования такой машины Тьюринга, которая может моделировать математические способности человека, но одновременно является настолько сложной, что человеческое сознание не может ее понять. Мне не показался убедительным ответ Пенроуза [4] на эту рецензию, хотя, должен сознаться, я не настолько знаком с так называемой теорией доказательств математической логики, чтобы судить о дискуссии с полной уверенностью. Однако мне кажется, что обсуждаемые доводы имеют прямое отношение к основной идее Роджера, так что, возможно, как говорят альпинисты, «он лезет не на ту вершину». Его основная идея состоит в том, что мысленные операции содержат нечто, недоступное для любого искусственного разума (т. е. любого компьютера, созданного человеком), но она оказывается несвязанной с предположением о неалгоритмическом характере математической деятельности человека. Интересно, что в TP Пенроуз не только подробно изложил доводы Гёделя, но и добавил две страницы (TP, с. 40-41 ) аргументов, почерпнутых из известной книги Джона Сирла Chinese room («Китайская комната»), доказывающих, что безупречная работа вычислительного автомата не «создает» понимания. Сущность доводов Сирла состоит в том, что человека подобно автомату вполне можно обучить повиноваться акустическим командам (подаваемым, например, на китайском языке, которым этот человек не владеет). Выполняя правильные вычисления по командам на незнакомом языке, человек может получить опыт работы в качестве автомата и сравнить его с нормальными ощущениями при вычислениях с пониманием их смысла. При этом не имеет никакого значения характер самих выполняемых математических действий (они могут быть, например, совершенно тривиальными) — разница между механическим вычислением и пониманием работы представляется очевидной.

3

Hilary Putnam (1994) Review of Shadows of the Mind. The New York Times Book Review, Nov. 20 1994, p. 1.

4

Roger Penrose (1994) Letter to The New York Times Book Review, Dec. 18 1994, p. 39.

Сирл доказывает (а Пенроуз подтверждает эту мысль), что математическое понимание применимо и к другим аспектам интеллектуального и психического опыта человека, например к сенсорному восприятию, чувству боли и удовольствия, ощущению желания и даже к интенциям (т. е. к направленности сознания, которая, в сущности, может быть сведена к переработанному опыту общения с реальными или воображаемыми объектами). В философском подходе, основанном на физическом описании мира (его обычно называют физикализмом), выработаны различные стратегии исследования таких явлений [5] . В так называемых двухаспектных теориях психический опыт связан со специфическими состояниями мозга, а в некоторых других теориях — с набором состояний мозга. При этом рассматриваемый класс состояний является настолько «хрупким», что его описание нельзя получить прямыми физическими экспериментами, вследствие чего необходима какая-то «редукция» психических и интеллектуальных понятий в физические. В теориях, основанных на функционализме, психические состояния идентифицируются с формальными программами, которые могут быть реализованы различными физическими системами, включая нейронные сети мозга (возможно, вследствие случайного стечения обстоятельств). Существующие физикалистские теории основаны главным образом на упомянутых двухаспектных подходах, характеризующихся тем, что в них некие сущности (обладающие одним набором свойств) считаются идентичными другим сущностям (обладающим совершенно другим набором свойств). Описание таких систем включает в себя разнообразные сенсорные модальности, а в некоторых случаях — одновременно сенсорные и микрофизические модальности. Обычно рассмотрение таких систем далее сводится к отождествлению ментальных состояний с конкретными состояниями мозга (либо с классом таких состояний или с определенной программой). Я думаю, что именно в этом переходе состоит серьезная ошибка всех указанных подходов. Идентифицируя один объект (характеризующийся некоторой сенсорной модальностью) с другим объектом (характеризующимся другой модальностью), мы «тайком» связываем две причинно-следственные цепочки. Мы имеем два соединения цепочек (одна пара на едином объекте, вторая — где-то в «театре сознания» воспринимающего субъекта), однако нельзя забывать, что они имеют совершенно разные причинно-следственные связи с окружением, а также с сенсорным и мыслительным аппаратом воспринимающего субъекта. Если состояния мозга и воспринимающего сознания действительно идентичны, то физикализм двухаспектного подхода вполне оправдан. В этом случае общий объект является завершением указанных цепочек, и состояние мозга получает необходимое онтологическое преимущество в физическом описании (что и является основным принципом физикализма). Однако при этом другой конец цепочки («театр сознания» воспринимающего субъекта) фактически отсутствует. Можно даже считать, что двухаспектная теория построена на всеобщей молчаливой «договоренности» или условности (аналогично тому, как действие в обычном театре построено на договоренности относительно наличия некой комбинации физических и духовных обстоятельств), однако такой «театр» не может быть введен независимым образом в теории, основанные на физикализме.

5

Ned Block (1980) Readings in Philosophy of Psychology, Volume 1, Parts 2 and 3 (Harvard University Press, Cambridge, MA).

Еще один довод против физикализма основан на философской идее, которую я называю феноменологическим принципом (я буду рад, если кто-то предложит или найдет в литературе более подходящее название), в соответствии с которым любая онтология, признаваемая последовательной и ясной философской системой, должна «нести ответственность за свои утверждения», из чего сразу следует, что физикализм является непоследовательной теорией. В онтологии физикалистов можно постулировать онтологическую иерархию (обычно именно это и происходит), где низший, или фундаментальный, уровень содержит элементарные частицы или соответствующие поля, а более высокие уровни — объекты (сущности) из комбинаций элементов низших уровней. Такие комбинации могут быть охарактеризованы двумя методами (названия которых берутся из статистической физики): мелкозернистым описанием, дающим детальную картину микросостояния, или крупнозернистым описанием, при котором усредняются или интегрируются свойства, получаемые при мелкозернистом разбиении. Кроме этого существуют и так называемые смешанные (относительные) описания, зависящие от конкретного типа комбинированных элементов (или составленных из них систем), участвующих в процессе восприятия. Проблема связана с тем, как в эту концепцию могут вписываться чувственные (сенсорные) восприятия. Они могут быть согласованы с мелкозернистым описанием только при условии, что ментальные свойства «скрыты» в каких-то фундаментальных основах физики, что явно противоречит общей программе физикализма. С другой стороны, их нельзя «вписать» и в крупнозернистое описание без введения какого-либо искусственного приема типа двухаспектной теории (о недостатках которой я говорил в предыдущем разделе). И наконец, чувственные восприятия не могут быть связаны и с относительными описаниями, если только между объектом и воспринимающим субъектом не существует причинно-следственной зависимости. Таким образом, чувственные восприятия никак не вписываются в онтологию физикализма.

Предложенные выше доводы могут показаться «простодушными», но их трудно опровергнуть именно вследствие простоты и «здравомыслия». Помимо этого существует и ряд других, достаточно сложных и серьезных аргументов, относящихся к философской несостоятельности онтологии физикализма. Первое возражение связано с тем, что у нас нет никаких доказательств существования какой-нибудь ментальности вне высокоразвитых нервных систем, на что, кстати, указывал ранее и сам Пенроуз: «Если понятие, называемое мышлением, является чем-то внешним по отношению к физическому телу, то совершенно непонятно, почему все его атрибуты столь тесно связаны со свойствами физического мозга» (TP, с. 350). Второе важное возражение заключается в том, что мы имеем огромный фактический материал, неоспоримо доказывающий, что сами нервные структуры являются продуктом эволюции, которая начинается с примитивных организмов, лишенных таких структур. Строго говоря, если справедлива теория так называемой пребиотической эволюции, то генеалогия нервной системы может быть доведена до неорганических молекул и атомов (фундаментальная физика не может, конечно, приписывать неорганическому веществу на этом уровне какие-либо свойства, связанные с сознанием).

Примером онтологии ментализма, в котором учтены все три рассмотренных довода, может служить «философия организма», предложенная Уайтхедом [6] , который считал своим предшественником Лейбница с его теорией монад (монадологией). В философии Уайтхеда конечными сущностями выступают «актуальные события», представляющие собой не объекты, а пространственно-временные «кванты» (обычно на очень низком уровне), обладающие ментальными или психическими характеристиками типа «опыт», «субъективное сознание» или «склонность». Значения этих понятий выводятся из характеристик ментальности более высоких уровней, которые мы познаем интроспективно (путем самоанализа или самонаблюдения), однако в крайне приблизительной или экстраполированной форме. Физические элементарные частицы, которые Уайтхед рассматривал в качестве временной цепочки событий, могут быть в этой схеме почти точно описаны понятиями обычной физики, поскольку «жизненный опыт» частиц является крайне скудным, смутным, однообразным и монотонным. Однако даже при описании таких частиц небольшая часть информации все же теряется, так как «понятие физической энергии, являющееся основой современной физики, должно рассматриваться лишь как часть более общего понятия составной или сложной энергии (эмоциональной и целенаправленной и способной к конечному синтезу в субъективной форме), которая и проявляет себя в каждом завершенном событии» [7] . Эволюция высокоразвитых сообществ таких «событий» позволяет примитивным зачаткам разума развиваться, превращаясь в интенсивный, согласованный и полностью осознающий себя разум: «Неорганическая материя продолжает функционировать независимым образом и внутри живых организмов. Кажется, что именно за счет координации таких функций и внешнего проявления внутренних завершенных событий достигается наблюдаемое разумное поведение живых организмов» [8] .

6

Alfred North Whitehead (1933) Adventures of Ideas (Macmillan, London) (1929); Process of Reality (Macmillan, London).

7

A. N. Whitehead, Adventures of Ideas. Chapter 11, Section 17.

8

A. N. Whitehead, Adventures of Ideas. Chapter 13, Section 6.

Фамилии Уайтхеда нет в авторском указателе TP, а в другой книге Пенроуза The Emperor's New Mind («Новый разум короля») [9] она упоминается лишь один раз в связи со ссылкой на известную книгу Рассела и Уайтхеда Principia Mathematica. Я не знаю точно, почему Роджер не ссылается на идеи Уайтхеда, однако у меня есть некоторые соображения на этот счет. Выдвигая свою онтологию ментальности, Уайтхед хотел преодолеть «бифуркацию природы», ее расщепление на лишенный мысли и смысла мир физики и осознающий себя мир высокоразвитых уровней материи. В соответствии с его основной теорией протоментальность на низших уровнях стремится посредством любых «событий» проявить себя и преодолеть чудовищную пропасть между уровнями. Но разве в этом случае не сохраняется огромный разрыв между примитивной ментальностью элементарных частиц и самосознанием высокоорганизованной материи в виде человеческих существ? А разве у нас есть хоть какие-нибудь прямые свидетельства наличия предполагаемой протоментальности на низших уровнях? Должны ли мы постулировать ее возможность лишь для того, чтобы объяснить «непрерывность» развития мыслительных форм Вселенной от начального состояния до появления разумных существ? Если же постулат вводится только для этого, то не является ли использование морфемы «ментальность» в слове «протоментальность» просто лингвистической двусмысленностью? Не превращается ли при этом вся описываемая философская система в семантический фокус, сводящийся к тому, что формулировка проблемы объявляется ее решением? Более того, концепцию актуальных событий (выступающих в качестве предельных сущностей Вселенной) можно, конечно, рассматривать в качестве еще одной атомистической теории мироздания (кстати, гораздо более убедительной и выразительной, чем теории Демокрита или Гассенди), однако неясно, совмещается ли она с целостной (холистической) теорией сознания лучше, чем другие существующие представления?

9

Roger Penrose (1989) The Emperor's New Mind (Oxford University Press, Oxford).

В следующем разделе я попробую частично ответить на поставленные вопросы и сформулировать в общих чертах модернизированный «уайтхедизм» [10] , основанный на квантовомеханических представлениях.

4.2. ПРИМЕНИМОСТЬ ИДЕЙ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ К ПРОБЛЕМЕ СВЯЗИ СОЗНАНИЯ И ТЕЛА

Одна из основных идей квантовой механики состоит в том, что комплексное состояние системы (которое соответствует ее максимально полному описанию) не исчерпывается списком реальных (актуальных) характеристик системы, но включает в себя ее некоторые потенциальные возможности и характеристики. Если свойство А и вектор состояний Фф квантовой системы определены (для простоты описания мы примем, что все функции нормированы на единицу), то Ф можно записать в виде _ic_iu_i, где каждая из функций u_i представляет собой нормированный на единицу вектор состояния (в котором свойство А имеет значение a_i), а c_i — комплексные числа, удовлетворяющие условию |c_i|² = 1. Таким образом, вектор ф записан в виде суперпозиции функций u_i с соответствующими весами и (поскольку в сумму входят лишь одиночные члены этого вида) значение свойства А в описываемом состоянии a_i остается неопределенным. При реалистической трактовке понятия квантового состояния (т.е. если оно рассматривается как представление системы, а не просто как набор ее описаний) эта неопределенность становится объективной и очевидной (я предполагаю, что квантовое описание является полным, и не рассматриваю проблему так называемых «скрытых параметров»). Кроме того, если взаимодействие с окружением делает систему определенной (например, таким взаимодействием выступает процесс измерений), то результат имеет вид объективной случайности, а экспериментатор «на выходе» получает соответствующий набор объективных вероятностей типа |c_i|². Объективная неопределенность, объективная случайность и объективная вероятность являются отличительными особенностями квантового состояния и заставляют рассматривать его в качестве набора потенциальных возможностей.

10

Abner Shimony (1965) 'Quantum physics and the philosophy of Whitehead', in Max Black (ed.), Philosophy in America (George Allen & Unwin, London): reprinted in A. Shimony (1993). Search for a Naturalistic World View, Volume 2, pp. 291-309 (Cambridge University Press, Cambridge); Shimon Malin (1988). A Whiteheadian approach to Bell's correlations, Foundations of Physics, 18, 1035.