Роман Бабкин - Действуй, мозг! Квантовая модель разума: краткая версия

Идея о мозге, действующем по правилам бинарной (дедуктивной) логики, принадлежит блестящему математику Джорджу Булю [ 41].

Позднее дедуктивная логика была популяризована, например, в известных художественных произведениях А. Конана Дойла. А также – рассмотрена в работах математика Чарльза Сандерса Пирса.

Последним было предложено описание более целостного приёма логического рассуждения, абдукции [ 88] [ 89] (см. табл. 6). Которая много десятилетий спустя – формализована математиком Лотфи Заде в понятие «нечёткая логика» (англ. fuzzy logic) [ 112].

Математические результаты исследований, предпринятых, в том числе, Булем и касающихся сущности феномена вычислений, позволили Курту Гёделю в 1931 году доказать теорему о неполноте арифметики.

В частности стало понятно, что в области сложных задач (не только математических) существует граница между вычислимым и невычислимым [ 23].

Пять лет спустя этот результат был использован математиком Аланом Тьюрингом для создания абстрактной модели вычислительной машины (англ. computer ). При этом Тьюринг исходил из гипотетической возможности вычислений по правилам бинарной логике в живом мозге (англ. computor ) [ 107].

Структурированная теория о мозге-компьютере сформировалась в середине XX века на фоне утверждения цифровой парадигмы в науке и конструирования первых искусственных вычислителей [ 86].

Дисциплиной, в рамках которой родилась и развивалась вычислительная модель, стала кибернетика [ 6]. Концепция мозга-компьютера в интерпретации её пионеров, математиков Джона фон Неймана и Норберта Винера (см. табл. 7), сводится к следующему:

1. Мозг человека суть живой вычислитель.

2. Элементом мозга является нейрон, который работает как переключатель цифрового сигнала.

3. Интеллект функционирует на базе бинарной логики, а память – как создание/извлечение записей данных.

4. Главное назначение мозга – вычисление с целью поддержания равновесия в системе «мозг-среда». Гомеостатическая регуляция достигается при помощи обратных связей.

Кибернетическое толкование поначалу принесло нейронауке немало полезного: описан механизм «включения/выключения» нейрона как переключателя сигнала в нервном волокне (модель Ходжкина-Хаксли, модель ФитцХью-Нагумо) [ 67] [ 72] [ 85], предложен количественный метод оценки интеллекта (тест Векслера), описан феномен долговременной потенциации как механизм сохранения информации в мозге [ 39], система «мозг-среда» стала рассматриваться как функциональная система [ 22] и пр.

Однако накопленные со временем факты вынудили нейрофизиологов признать, что наш разум не похож на компьютер [ 25], а принципы устройства искусственных нейросетей имеют мало общего с реальной структурой живого мозга [ 46].

Оказалось, что нейрон не работает, подобно транзистору, как переключатель по закону «всё или ничего» [ 1]; что в мозге идет непрерывное образование новых клеток, нейрогенез, чего нет и не может быть в компьютере [ 61] [ 104]; что сложные функции, такие как интеллект, память, воображение, не только не локализованы в каких-либо областях мозга, но даже не ограничены его полушариями [ 92] [ 108].

К сожалению, в наши дни это не мешает распространению спекуляций, эксплуатирующих устаревшую вычислительную модель мозга: тиражируется убеждение в существовании «гена шизофрении»; старательно втолковывается вывод об оглуплении человечества на основе «отрицательного эффекта Флинна» (снижение среднего уровня IQ); поддерживаются концепции наподобие «полевой теории активности мозга» (синергетика Г. Хакена); ведётся пропаганда образа будущего человека как «постчеловека» (усовершенствованного живого автомата); внушается миф об искусственном интеллекте и искусственных нейросетях, которые якобы заменят человека в управлении сложными процессами; рекламируется представление о «сетевой»/«цифровой» карте мозга в качестве исчерпывающей модели принятия решений любого человека, позволяющей точно предсказывать его поведение, и пр. (см. табл. 8)

На пороге третьего десятилетия XXI века превалирующей в физике концепцией является квантовая теория.

Это фундаментальная теория – в том смысле, что отвечает на фундаментальный вопрос: «Какова природа бытия: из чего состоят разум, Вселенная, жизнь и всё остальное?».

Примером объяснения в рамках квантовой теории может служить общепризнанное в настоящем понимание устройства атома: модель, сначала предложенная физиком Нильсом Бором и затем существенно уточненная в работах Макса Борна, Паскуаля Йордана, Вернера Гейзенберга [ 42] [ 43] [ 71]. На этой модели зиждется вся атомная физика и все современные технологии, с нею связанные.

По нашему глубокому убеждению, специалистам по мозгу человека ничего не остаётся, как отказаться от архаичных, механической и вычислительной, научных моделей, и взяться за конструирование нового объяснения на основе квантовой теории.

Для этого, помимо безоговорочного признания учёными квантовой теории в качестве нашей лучшей научной концепции, существуют, по крайней мере, ещё два серьёзных аргумента.

Во-первых, нередко в прошлом озвучивалась критика квантовой модели разума на том основании, что в масштабе мозговых макрофеноменов квантовые эффекты незначительны или вообще не происходят [ 106]. Сегодня этот тезис убедительно опровергнут [ 75] [ 79]; развивается такой междисциплинарный подход как квантовая биология [ 48], причём уже предложен практический способ изучения квантовых событий в мозге [ 44].

Во-вторых, идея описания мозговых процессов и событий существует с 1960 года [ 110], а до конца прошлого столетия было предложено уже несколько квантовых моделей мозга. В конструировании, как минимум, трёх из них принимали участие физики с мировым именем [ 40] [ 90] [ 113] (см. табл. 9).

Квантовое понимание природы, квантовая парадигма, есть развитие идеи вычисляемой дискретности (т.е. предыдущей, цифровой, парадигмы), но не повторяющее и не дополняющее, а значительно её изменяющее. Очень кратко текущую научную парадигму можно свести к двум пунктам:

1. Взаимодействие частиц вещества осуществляется посредством обмена квантами, в которых процесс и событие объединены.

2. Цепочка «один процесс – одно событие» (и наоборот) есть кажимость. Один и тот же процесс может приводить к бесконечному числу событий; одно и то же событие может начинать различные (пусть, и бесконечно похожие) процессы.