Дин Буономано - Мозг – повелитель времени

Один из создателей современной психологии, Уильям Джеймс, также признавал важность концепции времени для понимания функционирования мозга. Восприятию времени он посвятил целую главу своего знаменитого трактата «Принципы психологии», опубликованного в 1890 г. Как ни странно, после него этот вопрос затрагивался лишь в нескольких важных книгах по психологии или нейробиологии 10 10 Я слишком упрощаю ситуацию. В середине XX в. было опубликовано несколько серьезных книг и статей, выдержавших испытание временем (см., например, Lashley, 1951, и Fraisse, 1963). . В целом на протяжении большей части XX в. проблема времени в учебниках по психологии практически не упоминалась.

Рис. 1.1.Френологическая карта XIX в.

Согласен, я слегка упрощаю ситуацию. Во-первых, проблема времени в психологии и нейробиологии – это не одна проблема, а целый набор связанных между собой вопросов о том, как мозг отсчитывает время, создает сложные временны́е образы, осознает течение времени, вспоминает прошлое и предвидит будущее. Во-вторых, в нескольких направлениях психологии и нейробиологии все же были достигнуты значительные успехи в изучении восприятия времени. Например, в XX в. расцвела такая область исследований, как хронобиология , занимающаяся изучением биологических ритмов, особенно циклов сна и бодрствования (глава 3). В этот же период было выполнено множество важнейших работ, способствовавших значительному расширению нашего понимания того, как мозг воспринимает время. Но в целом на проблему времени редко обращали внимание. Возьмите, к примеру, библию современной нейробиологии – учебник «Основы нейробиологии» – и попытайтесь в предметно-именном указателе найти наиболее часто встречающееся слово английского языка. Его там нет. Но если вы попробуете найти слово «пространство», вы встретите его многократно в самом разном контексте 11 11 Kandel et al., 2013. Вы также не найдете слова timing (распределение времени), хотя найдете слово temporal , которое, впрочем, в большинстве случаев относится к temporal lobe (височной доле мозга), поскольку это слово имеет двоякий смысл: во-первых, это прилагательное от слова temple (висок), во-вторых, производное от слова time (время). Из-за этой путаницы некоторые люди считают, что наша способность определять время локализована в височной доле мозга. Заметьте, что я привожу этот пример не для того, чтобы указать на упущения автора учебника, но как доказательство явного недостатка внимания к вопросам времени в нейробиологии в целом. .

Психология и нейробиология – новые научные направления, так что они только начинают в полной мере оценивать роль временно́го и динамического фактора. Психолог Ричард Иври из Калифорнийского университета в Беркли писал в 2008 г.: «Еще поколение назад исследования восприятия времени были ограниченными и включали в себя лишь поведенческие реакции с явными временны́ми закономерностями. Но недавно интерес к изучению восприятия времени появился вновь, и исследователи начали заниматься широким спектром явлений, протекающих во времени» 12 12 Ivry and Schlerf, 2008. .

В качестве примера, отражающего этот сдвиг, рассмотрим отношение к одному из важнейших вопросов психологии и нейробиологии: как мозг хранит воспоминания? Поскольку воспоминания касаются опыта из прошлого, память в обязательном порядке связана со временем. Но при этом проблему памяти редко рассматривали во временном контексте. Только в XXI в. ученые начали полностью отдавать себе отчет в том, что «информация о прошлом имеет смысл только в том случае, если позволяет предвидеть, что произойдет в будущем» 13 13 Dudai and Carruthers, 2005; Tulving, 2005; Schacter and Addis, 2007; Schacter et al., 2007. . Механизм памяти эволюционировал не для того, чтобы мы могли предаваться воспоминаниям. Единственная эволюционная функция памяти заключается в том, что она позволяет животным предсказывать, что и когда может произойти, и как следует реагировать, если что-то произойдет. Благодаря таким концептуальным сдвигам и множеству методологических достижений, нейробиология и психология гораздо больше внимания начали уделять вопросу времени. Более того, мы начинаем осознавать, что без понимания механизмов восприятия и отсчета времени в мозге мы не сможем понять, как функционирует человеческий мозг.

Эта книга в основном рассматривает вопрос времени в рамках нейробиологии и психологии, но нам также придется уделить некоторое внимание физике времени. Наша задача будет заключаться не только в том, чтобы понять важнейшие принципы природы времени, которые раскрывает физика, но также найти точки пересечения – или, точнее, столкновения – идей физики и нейробиологии (главы 8 и 9). Чтобы продвинуться в этом направлении, необходимо вспомнить две важнейшие философские теории, касающиеся природы времени: презентизм и этернализм 14 14 От англ. present – настоящее и eternal – вечное. – Прим. ред. .

Как следует из названия, в рамках теории презентизма утверждается, что реально только настоящее. В таком случае прошлое – это конфигурация вселенной, существовавшая в какой-то момент, а будущее – некая конфигурация, которую предстоит определить. Напротив, этернализм постулирует, что прошлое и будущее реальны в той же степени, что и настоящее. В настоящем нет ничего особенного: в рамках этернализма «сейчас» имеет для категории времени такой же смысл, как «здесь» для категории пространства. В настоящий момент вы находитесь в каком-то одном конкретном месте в пространстве, но вы прекрасно знаете, что существует множество других, столь же реальных, мест – комнат, городов, планет и галактик. Аналогичным образом, даже если вы ощущаете себя в некоей временно́й точке, называемой «сейчас», существуют другие – прошлые и будущие – моменты времени, где находятся другие существа, а также вы сами – более молодой и более старый (рис. 1.2).

Возможно, объяснить разницу между этими двумя концепциями проще всего на примере путешествий во времени 15 15 Большинство физиков и философов соглашаются с тем, что создание машины времени станет серьезным аргументом против презентизма. В данном контексте я в основном хочу подчеркнуть, что путешествия во времени (точнее, замкнутые кривые времени в системе пространство-время) несовместимы с той формулировкой концепции презентизма, которую я использую. Однако есть неочевидные случаи. Например, можно утверждать, что замкнутое время, в котором настоящее замыкается петлей само на себя, совместимо и с концепцией презентизма, и с некоторой формой путешествия в прошлое (однако, вообще говоря, под путешествием во времени мы подразумеваем не это). Но в целом, как подчеркивал философ Майкл Локвуд, «Путешествие во времени и общепринятый взгляд на время… просто не совмещаются. Сама идея путешествий во времени имеет смысл только в контексте безвременного подхода» (Lockwood, 2005). Обратите внимание, что Локвуд использует термины временно́й (tensed) и безвременно́й (tensless или untensed) в том же смысле, как я использую термины презентизм и этернализм . . В рамках презентизма истинное путешествие во времени (перемещение назад и вперед, в прошлое и в будущее) невозможно. Такие технические детали, как возможность построения машины времени в рамках законов физики, просто не имеют смысла, поскольку нельзя перенестись в несуществующее время, как нельзя перенестись в несуществующее место. В рамках этернализма ось времени отчасти (но не полностью) аналогична пространственным осям, так что вселенная представляет собой четырехмерный «блок», в котором прошлое и будущее так же реальны, как север и юг по отношению к нашему местоположению в пространстве. Хотя сам этернализм не зависит от того, являются ли перемещения во времени возможными, сама постановка вопроса невозможной не является, поскольку на оси времени имеются «места» (моменты), в которые можно стремиться попасть.