Читать книгу "Будущее разума - Митио Каку"

После 1925 г., однако, с квантовой механикой в физику пришла неопределенность. Внезапно ни в чем не осталось уверенности, и все, что можно было вычислить, — это вероятности. В этом смысле, быть может, свободная воля существует, и в этом есть проявление квантовой механики. Поэтому некоторые заявили, что квантовая теория восстановила концепцию свободы воли. Однако детерминисты нанесли ответный удар, указав, что квантовые эффекты исключительно малы (на уровне атомов) — слишком малы, чтобы ими можно было объяснить свободу воли человеческих существ.

Сегодня ситуация остается весьма неопределенной. Быть может, вопрос «Существует ли свободная воля?» похож на вопрос «Что такое жизнь?». Открытие ДНК сделало вопрос о жизни неактуальным. Сегодня мы понимаем, что этот вопрос неоднозначен и достаточно сложен. Вероятно, то же можно сказать и о свободе воли, да и можно ли о ней говорить с определенностью?

Если так, то само определение свободы воли становится неопределенным. Один способ определить ее — спросить: можно ли предсказать поведение? Если свобода воли существует, тогда поведение заранее предсказать невозможно. Допустим, вы смотрите кино. Сюжет полностью определен, и никакой свободной воли нет и в помине. Значит, и фильм полностью предсказуем. Но наш мир — это не кино. Тому есть две причины. Первая — это, как мы уже видели, квантовая теория. Фильм представляет лишь одну историю. Вторая причина — это теория хаоса. Хотя классическая физика утверждает, что все движения атомов полностью предопределены и предсказуемы, на практике предсказать их движение невозможно, потому что в нем участвует слишком много атомов. Малейшее возмущение в движении единственного атома порождает эффект ряби, и он нарастает, приводя к возмущениям огромного масштаба.

Возьмем для примера метеорологию. В принципе, зная поведение каждого атома в воздухе и имея достаточно мощный компьютер, вы могли бы предсказать погоду на сто лет вперед. На практике, однако, это невозможно. Всего лишь через несколько часов погода станет настолько сложной, что любая компьютерная модель окажется бесполезной.

Эта ситуация известна как «эффект бабочки». Каждый взмах крыльев бабочки вызывает в атмосфере слабые волны, которые могут расти и в итоге развиться в ураган. Но, если даже крылья бабочки могут вызвать бурю, надежда на точный прогноз погоды просто смешна.

Давайте вернемся к мысленному эксперименту, о котором рассказал мне Стивен Джей Гулд. Он попросил меня вообразить себе Землю 4,5 млрд лет назад, когда она еще только родилась. А теперь, сказал Гулд, представь себе, что ты можешь создать идентичную копию Земли и позволить ей эволюционировать. Будем ли на этой второй Земле через 4,5 млрд лет существовать мы?

Несложно представить себе, что из-за квантовых эффектов или хаотической природы погоды и океанов человечество не эволюционировало в точно такой же вид на второй Земле. Представляется очевидным, что неопределенность в сочетании с хаосом делает мир точного детерминизма невозможным.

Квантовый мозг

Этот спор затрагивает и вопрос обратной разработки мозга. Если можно с успехом построить точную копию мозга на транзисторах, это означает, что мозг предсказуем и детерминирован. Задайте ему любой вопрос и получите всегда один и тот же ответ. Компьютеры детерминированы таким образом и всегда отвечают на один и тот же вопрос одинаково.

Так что, похоже, у нас проблема. С одной стороны, квантовая механика и теория хаоса утверждают, что Вселенная непредсказуема, а потому свобода воли, судя по всему, существует. Но мозг, построенный на транзисторах методами обратной разработки, будет предсказуем по определению. А поскольку такая копия мозга теоретически идентична живому мозгу, получается, что и человеческий мозг детерминирован, а свободы воли не существует. Очевидно, это противоречит первому утверждению.

Небольшая часть ученых считает, что аутентичная обратная разработка мозга невозможна и нельзя даже создать по-настоящему мыслящую машину — именно из-за квантовой теории. Мозг, утверждают они, — это квантовое устройство, а не просто набор транзисторов. Поэтому проект обратной разработки мозга обречен на неудачу. В этом лагере, в частности, находится оксфордский физик Роджер Пенроуз — авторитет в теории относительности Эйнштейна; он утверждает, что своим сознанием человеческий мозг, возможно, обязан квантовым процессам. Пенроуз начинает с напоминания о том, что математик Курт Гёдель доказал, что арифметика неполна (т. е. что в арифметике существуют истинные высказывания, которые невозможно доказать с использованием только аксиом арифметики). Но неполна не только математика, но и физика. В конце концов он делает вывод о том, что мозг — это, по существу, квантово-механическое устройство и существуют задачи, которые не сможет решить ни одна машина, из-за теоремы Гёделя о неполноте. Человек, однако, справляется с этими головоломками при помощи интуиции.

Аналогично, мозг, созданный методами обратной разработки, каким бы сложным он ни был, все равно будет представлять собой набор транзисторов и проводов. В такой детерминированной системе всегда можно точно предсказать будущее поведение, поскольку законы движения хорошо известны. А вот квантовая система по определению непредсказуема. Все, что можно про нее сказать точно, — это с какой вероятностью произойдет то или иное событие. Все дело в принципе неопределенности.

Если окажется, что копия мозга не в состоянии воспроизвести человеческое поведение, то ученым, возможно, придется признать, что здесь работают непредсказуемые силы (к примеру, квантовые эффекты внутри мозга). Доктор Пенроуз утверждает, что внутри нейрона существуют крохотные структуры под названием микротрубочки, в которых доминируют квантовые процессы.

В настоящее время ученые не пришли к единому мнению по этому вопросу. Судя по первой реакции на выдвинутую Пенроузом идею, можно с уверенностью сказать, что в большинстве ученое сообщество настроено скептически по отношению к его подходу. Наука, однако, — это не состязание в популярности; она развивается через проверяемые, воспроизводимые и опровержимые теории.

Я, со своей стороны, считаю, что транзисторы не в состоянии точно воспроизвести поведение нейронов, осуществляющих и аналоговые, и цифровые вычисления. Мы знаем, что нейроны работают неидеально. Они иногда текут, дают ложные срабатывания, стареют, умирают и чувствительны к окружающей среде. Это свидетельствует о том, что набор транзисторов сможет лишь приблизительно смоделировать поведение нейронов. К примеру, обсуждая физику мозга, мы видели, что если аксон нейрона истончается, то химические реакции в нем уже не могут проходить корректно. Какая-то часть таких нарушений и ложных срабатываний объясняется квантовыми эффектами. А если попытаться представить себе нейроны более тонкими, плотно упакованными и быстрыми, то и квантовые эффекты проявятся очевиднее. Это означает, что даже у нормальных нейронов существуют проблемы с утечками и нестабильностью, причем как классические, так и квантово-механические.

В заключение скажу, что робот, построенный методами обратной разработки, станет хорошим приближением человеческого мозга, но не его точной копией. В отличие от Пенроуза, я считаю, что можно создать детерминированного робота на транзисторах, поведение которого внешне будет напоминать сознательное, но свободой волей такой робот обладать не будет. Он пройдет тест Тьюринга. Но мне кажется, что между таким роботом и человеком все же будут различия из-за тех самых крохотных квантовых эффектов.