Риккардо Манцотти: Восприятия - это объекты. На пути к теории идентичности разум-объект

Риккардо Манцотти является представителем экстернализмома и он выводит сознание за пределы тела. При этом Манцотти считает себя убежденным физикалистом:

'если сознание реально, оно обязано быть физическим.'

Поместить сознание вне мозга его вынуждают противоречия, связанные с противоположной позицией, интернализмом:

• Восприятия отличаются от мозга;

• Восприятия интенциональны;

• Восприятия cвязаны с квалиа.

Таким образом, Манцотти рассматривает два утверждения

• Сознание идентично с физическим феноменом (PHYSICAL),

• Этот феномен находится в теле или в мозгу (BRAINBOUND),

и утверждает, что в рамках физикализма можно оставить первое утверждение и заменить второе на следующее:

• Сознание - это внешний объект (OBJECTBOUND).

При этом панпсихиз отвергается, как концепция несовместимая с физикализмом. Приведу цитату, в которой Манцотти живо объясняет свою позицию на примере ситуации, когда человек видит желтый банан. На этом пути он рассматривает соотношения между бананом, телом (мозгом) и восприятием:

'В итоге, ваше восприятие объекта желтое и банановое. Банан перед вами также желтый и банановый. Ваше восприятие имеет свойство воспринимаемого объекта. Не является ли это обещающим началом? В действительности многие замечали, что наше восприятие не отличается от окружающего мира - оно состоит из объектов, машин, людей, зданий, деревьев, облаков, Солнца и звезд. Физические свойства тела и свойства объекта известны. Они совпадают! Мозг розовато-серый, липкий и кровянистый. Банан желтый, протянутый и банановый. Ваше восприятие желтое, протянутое и банановое. Что является вещью, которая желтая, протянутая и банановая? Мозг или банан? Ответ очевиден - банан! Что нам нужно еще, чтобы вывести такую очевидную идентичность?'

Убрав противоречия, существующие в интернализме, в своей статье Манцотти берется за решение горы противоречий в предлагаемой версии экстернализма. Больше информации можно найти в статье Винника, в которой рассматривается интернализм и экстернализм:

'Другую радикальную версию феноменологического экстернализма исповедует Р. Манцотти. Он ставит под сомнение разделение на субъект и объект. Согласно Манцотти, это разделение на мир и восприятие может быть отброшено, поскольку то, что мы считаем объектами и их феноменальными репрезентациями, суть только две неполные перспективы одного физического процесса.'

R. Manzotti, Experiences are Objects. Towards a Mind-Object Identity Theory, in Rivista Internazionale di Filosofia e Psicologia, 2016, 7(1), pp. 16-36.

Д. В. Винник, Сознание за пределами мозга - истоки аргументации радикального экстернализма. Вестник Томского государственного университета. Философия. Социология. Политология 2 (10) (2010): 125-136.

Источник

Судьба архивов Ньютона

По ходу истории отношение к Исааку Ньютону менялось от полного и безусловного примера до подражания во всех отношениях до более скептического отношения. Приведу на этот счет две цитаты. Олдос Хаксли (Aldous Huxley) в тридцатых годах двадцатого века отметил:

'Если бы мы вывели расу Ньютонов, то это не было бы прогрессом. Цена, которую Ньютон заплатил за свой высший интеллект, заключалось в том, что он не был способен к дружбе, любви, отцовству и многим другим важных качествам. Как человек он был неудачей, как монстр, он был превосходным.'

Физик Стивен Вайнберг в статье 'Революция, которой не было' так охарактеризовал Ньютона:

'Я ранее аккуратно говорил о ньютоновской механике, а не о механике Ньютона. В известном смысле, в особенности при использовании геометрических методов, сам Ньютон является доньютоновским. Напомню афоризм Джона Мейнарда Кейнса, что Ньютон был не первым современным ученым, а последним магом. Ньютоновская механика (Newtonianism) достигала своей развитой формы в начале девятнадцатого века в работах Лапласа, Лагранжа и других и эту развитую форму ньютоновской механики - которая до сих пор предшествует теорию относительности - мы учим наших студентов сегодня.'

Сара Драй в книге 'Бумаги Ньютона: Странная и правдивая судьба рукописей Исаака Ньютона' рассказывает о судьбе архивов Ньютона, к которым историки получили открытый доступ только во второй половине двадцатого века, примерно через двести сорок лет после смерти Ньютона. Книга рассказывает, почему так произошло и кто имел доступ к архиву Ньютона в течение этого времени.

Книга построена на хронологическом описании судьбы архивов и изложении судьбы людей, которые по ходу времени получали доступ к архивам. Таким образом представлено создание науки, появление истории науки и изменения отношения как к науке, так и к истории науки. Мне понравилось построение книге, поскольку таким образом дается своеобразный срез прошедших эпох, и можно увидеть перемены, проходившие в обществе за это время.

Каждый, кто получал доступ к архивам Ньютона, имел собственную точку зрения на то, как должен был бы выглядеть Ньютон в глазах остальных. Это обстоятельство предопределило то, что архивы остались закрытыми в течение длительного времени. Сара Драй отмечает, что каждый находил в архивах то, что искал, а остальное относилось к причудам гения.

В 18-м и в первой половине 19-го века была определенная проблема с неопубликованными теологическими работами Ньютона. Взгляды Ньютона на христианство были близки к унитаризму, что тогда причислялось к ереси. Связь Ньютона с людьми, отвергавшими тринитаризм, была известна современникам Ньютона, и поэтому лица, имеющие доступ к архивам Ньютона, хотели сгладить это обстоятельство.

С другой стороны, увлечение Ньютона теологией не вызывало энтузиазма у ученых. Так, французский ученый Жан-Батист Био в биографии Ньютона в 1822 году выдвинул гипотезу, что Ньютон занимался наукой до нервного расстройства в 1692 году, а только после этого Ньютон перешел на занятия теологией. Однако это противоречит историческим фактам - Био выдал желаемое за действительное.

Во второй половине девятнадцатого века проблема переместилась на неопубликованные алхимические работы Ньютона. Увлечение Ньютона алхимией считалось досадным обстоятельством, и было принято простое решение - эти работы были объявлены не имеющими интереса для истории науки и широкой общественности.

После 1960-х годов число историков, изучающих архивы Ньютона, резко возросло. Сара Драй назвала последнюю главу своей книги 'The Newton Industry'. В утрированной форме можно сказать, что Ньютон превратился в человека, который активно занимался теологией и алхимией и только иногда собственно физикой.

Sarah Dry, The Newton Papers: The Strange and True Odyssey of Isaac Newton's Manuscripts, 2014.

Источник

Моника Гальяно: Ассоциативное научение растений

Есть экспериментальное исследование, которое показало, что у растений также можно выработать 'условный рефлекс'. Статья опубликована в журнале 'Scientific Reports', который издается группой Nature. Эксперимент проведен с посевным горохом (Pisum sativum), тот же самый сорт, который в свое время использовал Грегор Мендель. Ниже краткое описание эксперимента.

Ростки гороха помещались в Y-образную трубку. В статье конструкция именуется как Y-maze, дословно Y-лабиринт. Ростки выдерживались в режиме 8 часов света + 16 часов темноты от 5 до 8 дней. После этого в течение трех дней проводилась тренировка. В этот период растения держали в темноте за исключением сессий тренировки, когда свет в течение одного часа сочетался с потоком воздуха от вентилятора. Свет играл роль безусловного стимула, поток воздуха - условного стимула. График тренировки показан справа: вначале на час запускался поток воздуха через один из двух ветвей трубы, затем в течение получаса поток воздуха сочетался со светом и последние полчаса свет подавался один. Потоки воздуха и света подавались в одной группе ростков гороха через одну ветвь, в другой через разные (см. рисунок).

Время было подобрано таким образом, что во время тренировки ростки гороха дорастали до развилки трубы. Таким образом, тестирование проводилось в один день, когда у растения была возможность выбрать в какую из ветвей трубы следует расти. При тестировании растения разделялись на две группы, контрольную и испытуемую (control и treatment на графиках сессии тестирования справа). Тестирование проводилось в темноте, в контрольной группе не было никаких других сигналов, в испытуемой подавался поток воздуха.

В контрольной группе ростки гороха выбрали ветвь трубы, в которой показывался свет в последний день тренировки. В испытуемой группе ростки верно использовали сигнал вентилятора - они выбирали либо ветвь трубы с вентилятором или без, в зависимости от условий тренировки.

В статье также описан второй эксперимент, где в дополнение как свет, так и температура использовались в качестве таймера цикла времени (Zeitgeber). Эти эксперименты показали, что обучение удавалось только в том случае, если оно проводилось в течение времени, которое соответствовало ощущаемому дневному времени по циркадному ритму.

Monica Gagliano, Vladyslav V. Vyazovskiy, Alexander A. Borbély, Mavra Grimonprez & Martial Depczynski, Learning by Association in Plants, Scientific Reports 6, Article number: 38427 (2016).

Источник

Вынесу отдельно мой комментарий к переводу статьи Б. К. Дженнингса Научный метод.

Автор - это физик и он ошибочно отождествляет физику со всей наукой. В то же время в физике есть своя проблема, которая в статье пропущена. Современная физика невозможна без использования математического формализма и в этом случае встает вопрос о связи математики, физики и мира. Этот вопрос в статье не рассмотрен.

В 17-м веке была надежда, что математика, которая лежит в основе физике, есть знание о мире (Бог-математик и все такое), но эти времена давно прошли. В настоящее время встает вечная философская проблема о соотношении математики и мира. Открывают ли математики теоремы или математики изобретают теоремы. Ответа на этот вопрос нет и не предвидится.

Другая проблема в рассмотрение - это Декарт как исходная точка отсчета. Это погружает нас в другую вечную философскую проблему - существование реального мира (Бог или Эволюция не обманщик и все такое). В этом случае полезно прийти в лабораторию и задать этот вопрос физикам-экспериментаторам, что они думают по этому поводу, есть ли у них сомнения в реальности экспериментальных установок.

На счет теорий физики могу порекомендовать книгу Дюгема ‘Физическая теория, её цель и строение’. В ней дается взвешенное рассмотрение использования математики в физике, также отличие физики от математики и связь физики с миром. Книга, правда, ограничена классической физикой, но идеи Дюгема можно перенести на современную физику.

К теме: Философия физики Пьера Дюгема

Случайность в биологии

Представляю статью в виде препринта. Вначале небольшое описание, затем ссылки.

В физике есть детерминированные теории, в которых последующее состояние однозначно определяется предыдущим, и стохастические теории на базе теории вероятности. В последнем случае переход из одного состояния в другое случаен, но при этом случайности закономерны, поскольку такие переходы подчиняются распределению вероятности, вытекающим из теории физики.

В отличие от физики в биологии появляется новое и трудно определимое понятие случайности, не связанное с теорией вероятности. В этой статье представлены три сюжета, связанные с этим обстоятельством. Я начну со взглядов Чарлза Дарвина и Томаса Гексли, которые считали возможным совместить детерминизм с естественным отбором в биологической эволюции. В 19-м веке теория вероятности начала проникновение в физику в молекулярно-кинетической теории. Тем не менее, в целом физики были убеждены в детерминизме законов физики и у биологов не было особого выбора.

Следующие два сюжета раскрывают взгляды на случай как удачу Жака Моно и Стивена Гулда. Вначале рассмотрена борьба Жака Моно с термодинамиками-анимистами Ильей Пригожиным и Манфредом Эйгеном, которые рассматривали случайность как закономер­ность. Затем рассмотрен мысленный эксперимент Стивена Гулда, который должен был показать роль случая как удачи в макроэволюции, и противоположный взгляд сторонника конвергентной эволюции Саймона Морриса. В последнем разделе обсуждается возможное компромиссное решение.

ResearchGate или PREPRINTS.RU

Как хиппи спасли физику

Краткое описание книги Дэвида Кайзера 'Как хиппи спасли физику'.

Дэвид Кейзер описывает события, связанные с неформальной группой фундаментальной физики (Fundamental Fysiks Group). Группа собиралась на неформальные встречи в семидесятые годы в Беркли и большинство участников истории живы в настоящее время. С точки зрения автора именно данная группа сыграла большую роль в становлении квантовой информатики, хотя в настоящее время деятельность группы практически не упоминается в учебниках.

В основе истории лежит известная теорема Белла, которая привела к пересмотру взглядов на основания квантовой механики. Нарушение неравенств Белла в последующих экспериментах показало, что квантовые состояния удаляющихся частиц остаются взаимосвязаны между собой и призрачное действие на расстоянии (spooky action at a distance) - это реальность.

В те времена размышления об основаниях квантовой механики не поощрялись. Принцип послевоенного развития квантовой механики в США сводился к лозунгу 'Заткнись и вычисляй' (shut up and calculate). Размышления на тему, что говорят нам уравнения квантовой механики об устройстве мира, только вредили получению постоянной ставки профессора. Два примера. Джон Клаузер (John Clauser) первым провел экспериментальную проверку неравенства Белла в 1972 году (вместе с Фридманом). Цитированию статей Клаузера в настоящее время позавидует любой физик. Однако в те времена Джону Клаузеру при всем его старании не удалось получить академическую позицию. Интерес Клаузеру к неравенству Белла в те времена был слишком далек от общепринятых убеждений в академическом сообществе. Алан Аспект (Alain Aspect)  в начале восьмидесятых годов хотел улучшить эксперименты Клаузера-Фридмана. Он встретился с Беллом, чтобы обсудить с ним условия проведения эксперимента. Первым вопросом Белла стал 'Есть ли у вас уже постоянная позиция?'.

Группа фундаментальной физики была создана для обсуждения вопроса как устроен мир и на этом пути не было запрещенных тем и табу. Какую роль в мире играет квантовая нелокальность? Может ли квантовая нелокальность быть связана с сознанием? Есть ли связь между паранормальными явлениями и теоремой Белла? Есть ли аналогии между восточным мистицизмом и квантовой механикой? Могут ли психоактивные наркотики активизировать паранормальные способности в человеке? Это только некоторые вопросы, активно обсуждавшиеся на заседаниях группы. Естественно, что разные участники группы по-разному относились к восточному мистицизму, паранормальным явлениям и влиянию наркотиков. Тем не менее картина, воссозданная в книге, наглядно показывает, что демаркация между наукой и не наукой крайне затруднена. Даже позиция, кажущаяся абсурдной, может привести в дальнейшем к полезным результатам.

В книге прекрасно воссоздана атмосфера американского общества того времени. Интересно показано, как происходит финансирование науки в США. Разные судьбы участников группы фундаментальной физики показывают разные возможные пути удовлетворения своих интересов и любопытства. Академическая наука - это только один из возможных путей. Другие возможности - это независимая работа как консультанта, создание собственной фирмы, или даже наука как хобби на социальном пособии. Ряд участников группы стали профессиональными писателями, книги которых дали им финансовую независимость. Финансирование от государственных фондов и военных организаций переплетается с деньгами от филантропов и бизнеса. Дэвид Кейзер убедительно показывает, что наука является частью общественной жизни и разделение между тем, где кончается наука и начинается жизнь, практически невозможно.

David Kaiser, How the Hippies Saved Physics: Science, Counterculture, and the Quantum Revival, 2011.

Источник

Дэвид Бом: Мысль как система

Книга известного физика Дэвида Бома 'Мысль как система' является отредактированной записью семинара, который проводил Бом. Книга представляет собой диалог Бома с участниками семинара. Форма диалога хорошо подходит к выбранной теме, и она позволила автору лучше раскрыть свои взгляды на устройство мира.

Дэвид Бом хочет натурализовать мысль в природе. С его точки зрения мысль выступает как система, которая включает в себя восприятия, чувства, эмоции, намерения и цели. Бом придает мысли материальный характер, хотя следует отметить, что у него материя выходит за общепринятые рамки в физике. Например автор сомневается, что наука сможет когда-нибудь понять фундаментальную реальность.

Автор отвергает обычное представление о мысли, как нечто субъективном.  Обычно мысль представляется как информация в сознании о происходящих событиях, которая не оказывает на них прямого влияния. Бом хочет поменять данное представление. В его картине мира мысль не только модифицирует наши восприятия, но также влияет непосредственно на химические процессы в мозгу и теле.

Большую роль в книге играет термин представление (representation). Бом разделяет позицию философии нового времени о том, что человеку доступны только представления. Именно мысль у Бома влияет и определяет представления, например восприятие радуги или изображения в телевизоре полностью определяется мыслью. При обсуждении проблемы карты и территории Бом отмечает, что граница между странами как линия находится только на карте. Бом считает, что в природе именно мысль определяет границу между странами.

Как следовало ожидать, в книге нет окончательного ответа на проблему материи и разума. Тем не менее, попытка интересна сама по себе: Безумству храбрых поем мы песню. В книге есть много интересных метафор, например:

'Свобода - это творческое восприятие нового порядка необходимости.'

Бом предлагает интересный взгляд на взаимоотношения между Я, меня и сам (I, me, self) и на другие проблемы сознания.

Меня в книге разочаровало убеждение Дэвида Бома, что решение проблемы взаимоотношения мысли и природы поможет решить проблемы современности (социальное неравенство, войны, климат, и т. д). Я убежден, что лучше всего разделить вопросы 'как устроен мир' и 'как устроить мир лучше' между собой. Последний вопрос, по-моему, принадлежит политике, поскольку физика слишком далека от реальной жизни.

Книга неплохо сделана, и она будет интересна всем, кто пытается понять, как устроен мир. В книге Давида Бома каждый найдет для себя что-то новое. Физикам будет интересно посмотреть, к чему приводит попытка натурализации мысли. Философам должно быть интересно взглянуть, как физики решают вечные проблемы. Только биологи, пожалуй, будут разочарованы, поскольку в книге не представлена эволюция.

В заключение перевод нескольких цитат про свободу воли.

'На самом деле вопрос в том, существует ли необусловленное? Если все обусловлено, то выхода нет. Но сам факт того, что мы иногда способны видеть новые вещи, говорит о том, что необусловленное существует. Может быть, более глубокая материальная структура мозга необусловлена, а может быть, и за ее пределами.'

'Если есть необусловленное, которое могло бы быть движением разума, тогда есть некоторая возможность в это проникнуть.'

'Если мы говорим, что необусловленного не может быть, тогда с нашей стороны было бы глупо пытаться что-то делать с обусловленностью. Это ясно?'

'Если мы однажды предположим, что необусловленного не может быть, то мы застрянем. С другой стороны, если мы предположим, что необусловленное существует, мы снова окажемся в тупике - мы создадим образ необусловленного в системе обуславливания и примем этот образ за необусловленное. Поэтому давайте предположим, что необусловленное может существовать. Мы оставляем место для этого. В наших мыслях должно быть место для возможностей.'

David Bohm, Thought as a System

Источник

В. А. Петровский: Психофизическая проблема. «Кто» видит мир?

Ниже краткое описание основных положений статьи. Начну с главной мысли:

'Восприятие («Я вижу что-то»), — прежде всего, артефакт, культурный фантом. Никто ничего не видит. Картинки есть, зрителей нет. Картинка при этом включает в себя некое изображение «наблюдателя» и условные траектории «наблюдения≫, проведенные из точки «я» («наблюдатель») к объекту. Но никто здесь ничего не наблюдает. «Петя видит Машу» — это значит: живое тело, именуемое «Петя», порождает картинку, включающую в себя три элемента: «Маша», «Петя» и «видит». Ни один из этих элементов не может «видеть» другой элемент, и также тело Пети ничего не видит, но просто производит эту картинку.'

Удивительное решение всех проблем! Но все по порядку. Статья начинается с обсуждения неподдающейся проблемы сознания (в статье трудная проблема), квалиа, супервентности и возникаемости (в статье эмерджентность). Петровский не сомневается в том, что воспринимаемый мир - это не настоящий мир, в статье несколько раз используется термин голограмма:

'Гипотетическая модель психических содержаний (метафорическая модель) — это внутренняя голограмма, порожденная индивидом и существующая в единственном экземпляре.'

'В нашем сознании длительность и пространственность неразлучны. Усилим тезис, «соберем» мысленно ощущения в отдельные «психические состояния», образуем из них паттерны ощущений, — невидимые извне внутренние голограммы.'

Тем не менее, Петровский признает, что ощущения - это все, что доступно человеку, и поэтому он относит внешний мир к мыслимому; он противопоставляет чувственное (наблюдаемое) и сверхчувственное (мыслимое). Далее идет несколько странный ход - говорится, что не чувственное определяет мыслимое, а наоборот, мыслимое определяет чувственное:

'Итак, мы подчеркиваем разницу между чувственным (наблюдаемым) и сверхчувственным (мыслимым). Разница заключается в том, что сверхчувственное порождает чувственное, но обратное категорически неверно: чувственность не есть частица и не состоит из частиц, она не является волной или «пакетом волн».'

Мне потребовалось прочитать эту часть статьи несколько раз, чтобы понять ход рассуждений. Оказывается, у Петровского физическое включается в мыслимое:

'«физическое», как таковое, per se, есть сверхчувственное. В этом случае мы говорим о физическом в его мыслимой «чистоте», имея в виду такие сущности как волна или частица, не отождествляя их с соответствующими культурными знаками, «следами», показателями каких-либо датчиками и т. п.'

Именно с этой точки зрения следует понимать предыдущую цитату.

Следующий шаг, которому посвящена значительная часть статьи, состоит в борьбе с «Я», поскольку Петровский хочет исключить возможность появления в виртуальном мире гомункулуса. Он идет путем, который, насколько я понимаю, восходит к Юму, а именно «Я» трактуется как чувственное, то есть, «Я» опускается на уровень «красного». Именно в этом смысле следует понимать цитату, с которой я начал свою заметку. «Я» всего лишь принадлежит картинке, которую каким-то образом производит тело.

Правда, как обычно, Петровский не применяет свои построения к себе. Например, он пишет:

'Я возлагал большие надежды на разговор с Ильенковым, творцом блистательной теории «идеального»: что-то он скажет о психофизической проблеме? Я подошел к нему после лекции, которую мне посчастливилось услышать.'

Что означает написанное с точки зрения содержания статьи Петровского, если рассматривать ее в буквальном смысле?

Вадим Артурович Петровский, Психофизическая проблема: «Кто» видит мир? (Эскиз концепции взаимоопосредования). Методология и история психологии 1 (2018): 58-83.

Источник

Найджел Голденфельд и Карл Вёзе: Жизнь - это физика

Вначале резюме статьи 'Жизнь - это физика: эволюция как коллективной феномен далекий от равновесия':

'Эволюция - это фундаментальный физический процесс, который дает начало биологическим явлениям. Тем не менее, эволюцию часто трактуют как часть популяционной генетики, и таким образом ее рамки искусственно ограничивают. В результате ключевые вопросы о том, как быстро происходит эволюция и ее связь с экологией не были удовлетворительно рассмотрены и сформулированы. ... В этом обзоре эволюция рассматривается как проблема неравновесной статистической механики, когда ключевые динамические моды являются коллективными. О последнем свидетельствует множество мобильных генетических элементов, чья роль в развитии эволюции была открыта современными геномными исследованиями. Обсуждается каким образом концепции физики твердого тела могут быть полезными в эволюционной биологии, концептуальные недостатки современного эволюционного синтеза, открытый рост сложности и квинтэссенцию самореференциальной природы эволюционной динамики.'

Во введении подчеркивается важность коллективных процессов и нерешенность проблемы эволюции ('списанной со счетов как решенной проблемы в рамках крылатого выражения «естественный отбор»'). Предполагается, что решение биологических задач даст толчок развития самой физики. Отмечу, что в статье выражение естественный отбор используется только в кавычках:

'Биологии так не повезло: сложные явления были обнаружены с самого начала, но недоставало средств чтобы справиться с трудностями.  Вместо того, чтобы терпеть незнание, была разработана языковая культура для объяснения концептуальных трудностей при использовании догадок, таких как «естественный отбор». '

Первый раздел называется 'Эволюция как проблема в физике твердого тела'. Вначале рассматривается и отвергается утверждение, что жизнь - это химия. Приводится пример, связанный со сверхпроводимостью. Утверждается, что сверхпроводимость нельзя объяснить на уровне химии, хотя такие попытки были в самом начале. Только физика твердого тела может объяснить коллективные явления, связанные с появлением сверхпроводимости. Соответственно, предполагается, что аналогичным образом физике удастся объяснить, что такое живое. Также подчеркивается, что биология является манифестацией эволюции и ограниченность в этом отношении популяционной генетики.

Во втором разделе 'За пределами современного синтеза' говорится о том, что синтетическая теория эволюции включает в себя слишком узкий класс моделей с достаточно примитивной динамикой. Введение в рассмотрение коллективной динамики генов (эпистаз) и рассмотрение случаев, когда временная шкала эволюция сопоставима с временной шкалой экосистемы позволяет существенно расширить модель эволюционного процесса. В разделе приводится много ссылок на оригинальные исследования, которые подтверждают точку зрения авторов.

Третий раздел, 'Динамика эволюции', является ключевым. Авторы вводят и раскрывают понятие самореференциальной модели. Это такая модель, когда эволюция системы приводит к изменению законов эволюции. По мнению авторов статьи, только такая модель может объяснить живое. Следует отметить, что ответа на то, как должна выглядеть такая модель, в статье нет. Авторы признают, что на фундаментальном уровне такое невозможно. Надежда заключается в том, что, как в случае сверхпроводимости, возникнет новый уровень законов, которые в данном случае будут носить самореференциальный характер. Ожидается, что биология откроет совершенно новый раздел физики.

В конце статьи обсуждается вопрос, всегда ли эволюция развивается случайным образом, как полагает синтетическая теория эволюции. Авторы не исключают возможности направленного изменения динамики генома в ответ на изменение окружающей среды.

Nigel Goldenfeld and Carl Woese. Life is physics: evolution as a collective phenomenon far from equilibrium. Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2, no. 1 (2011): 375-399.

Источник

Теорема Хаага и элементарные частицы

Увидел любопытный сюжет из истории теории квантового поля. Теория квантового поля должна описывать взаимодействия и взаимопревращения элементарных частиц. На этом пути выработан формализм с использованием лагранжиана и теории возмущений, который обеспечил прекрасное описание экспериментальных данных. Тем не менее, далее была доказана теорема Хаага, которая противоречила интуиции физиков, обсуждавших взаимодействие разных элементарных частиц.

Если интуиция противоречит теореме, то по идее в физике тем хуже должно быть для интуиции. Однако в случае теоремы Хаага все пошло по-другому. Большинство физиков выбрало интуицию, а теорема Хаага оказалось на обочине теории квантового поля.

Атомизм является краеугольным камнем научной картины мира. Приведу широко известную цитату Ричарда Фейнмана:

'Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это — атомная гипотеза (можете называть ее не гипотезой, а фактом, но это ничего не меняет): все тела состоят из атомов — маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому. В одной этой фразе, как вы убедитесь, содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения.'

В квантовой механике существует принцип дополнительности частица-волна, а также проблема интерпретации волновой функции. Однако при рассмотрении теоремы Хаага можно считать, что обычная квантовая механика является идеалом атомизма, поскольку эта проблема никак не связана с интерпретацией квантовой механики.

Квантовая теория поля создана для описания квантовых процессов, связанных с возникновением и превращением частиц. В данном случае требуются специальные усилия, чтобы найти элементарную частицу как таковую в уравнениях квантового поля. Обычная интерпретация частицы в квантовой теории поля связана с репрезентацией Фока, в которой нулевое состояние поля соответствует отсутствию частицы, а возбужденные состояния поля можно связать с наличием одной, двух и т. д. элементарных частиц.

Проблема появляется при переходе к рассмотрению взаимодействующего квантового поля. Согласно теореме Хаага репрезентацию Фока невозможно использовать в случае наличия взаимодействия. Физики Стритер и Уайтмен (Streater and Wightman) выражают действие теоремы Хаага таким образом:

'Картина взаимодействия существует только в случае отсутствия взаимодействия.'

Сказанное выше не означает наличие противоречий в теории квантового поля. Речь идет только про то, что во внутренне непротиворечивой теории квантового поля с взаимодействиями нельзя найти аналога частиц в духе обычной квантовой механики. Таким образом, квантовая теория поля не позволяет создать онтологию, в которой есть элементарные частицы в привычном понимании.

Doreen Fraser. The fate of ‘particles’ in quantum field theories with interactions. Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics 39, no. 4 (2008): 841-859.

Источник

Число Пи как теория всего

Физики мечтают о нахождении теории всего. Эта теория будет выражаться уравнением, которое по словам физика Шона Кэрролла, должно поместиться на футболке, и которое позволяет точно описывать абсолютно все процессы, протекающие во Вселенной. Таким образом, теория всего будет одновременно являться полным описанием всей истории Вселенной.

С другой стороны, можно представить себе теорию всего в виде 'все-в-меню' (статья Хаттера 'Полная теория всего'). Это не то, к чему стремятся физики, но, также является вариантом описания Вселенной. Ряд физиков говорит, что число бит, содержащихся во Вселенной, находится в пределах от 10^90 до 10^120 (Universe from bit). Это большое, но конечное число и это является основанием для последующих рассуждений. В совокупности с предположением о дискретности времени предположение выше приводит к возможности записать всю историю Вселенной от Большого Взрыва до любого выбранного времени в будущем в виде одного длинного числа.

На этом пути требуется выбрать определенную кодировку: систему счисления, каким образом будет записываться состояние вселенной и каким образом состояния вселенной будут объединяться друг с другом, но это не меняет конечного вывода. Все история Вселенной будет представлена в виде одного конечного числа, то есть строки символов конечной длины.

Теперь начинается самое интересное. Размышления о вероятности появления в нерациональном числе определенной последовательности цифр привели Эмиля Бореля к понятию нормального числа. Это такое число, в котором вероятность обнаружения строки цифр длины k равняется n^(-k), где n является основанием выбранной системы счисления. Борель далее показал, что абсолютное большинство чисел обладает таким свойством, отсюда появилось и название - нормальное число. Таким образом, рациональные числа пришлось отнести к ненормальным.

Сказанное означает, что нормальное число содержит в себе любое конечное число. Таким образом история Вселенной будет являться частью нормального числа. Более того, нормальное число будет теорией мультиверса, поскольку оно будет включать также в себя все возможные истории вселенных.

Математики полагают, что число Пи является нормальным числом и, таким образом, мы приходим к заголовку заметки: для того, что понять функционирование Вселенной следует просто вычислять последовательность цифр в числе Пи. Правда, следует отметить, что математикам еще не удалось доказать, что Пи является нормальным числом. Если в нормальности Пи есть сомнения, то следует воспользоваться числами, нормальность которых уже доказана.

Идея взята из статьи ниже (см. All-a-Carte).

Hutter, M. A Complete Theory of Everything (Will Be Subjective). Algorithms 2010, 3, 329-350.

Источник

Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор

Книга А. Н. Горбаня и Р. Г. Хлебопроса 'Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор' посвящена рассмотрению математическим моделям в биологии. Оба автора являются докторами физико-математических наук, и они хорошо знакомы с математическим моделированием. В то же время они занимаются эволюционной биологией и таким образом хорошо знакомы с состоянием дел в этой области. Книга написана с небольшим количеством уравнений, и она является хорошим введением в рассмотрение идей, лежащих в основе теории эволюции и естественного отбора:

'Теория эволюции с помощью естественного отбора, как это ни странно, предстает перед нами сейчас одним из воплощений идеи Ньютона: описываются изменения, связанные с наследственными вариациями, рождениями, выживанием, размножением и смертностью на сравнительно небольших временах, и утверждается, что биологическая эволюция сводится к большой последовательности таких изменений.'

'Явно свести всю эволюционную биологию к динамическим моделям отбора наследуемых вариаций невозможно, да и не нужно, а вот мыслить все эволюционные события как происходящие в том мире, где “все по Дарвину” (или по современной синтетической теории) полезно - это способствует упорядочению и согласованию знаний.'

Отличие от биологов в том, что как представители точных наук авторы книги настороженно относятся к чисто качественным рассуждениям:

'Злоупотребление апелляциями к отбору, призванному в конечном итоге объяснить сложные биологические свойства, без попыток измерить эти свойства с помощью коэффициента размножения или изобрести замену такому измерению, вызывает недоумение.'

Правда, заключение книги несколько пессимистично - авторы признают, что непонятно, как построить количественную теорию макроэволюции. Авторы считают, что означенные проблемы возможно удастся решить в будущем ('сверхзадача - увидеть единство целого в мозаике моделей'), но книга показывает, что эта задача пока не решена.

Кратко о содержании. Первые три главы являются введением в построение моделей. Сравниваются физика и биология, теория и модель, дается классификация моделей. По поводу моделирования отмечу следующее неплохое высказывание:

'Живые существа во всей их чувственной данности не принадлежат предмету биологии.'

Подразумевается, что в особенности в эволюционной биологии предметом рассмотрения является не живое как таковое, а модели размножающихся объектов (матемазавры). Также вводится главное понятие эволюционной биологии:

'коэффициент размножения - среднее число выживших потомков на одного предка'

и утверждается, что

'коэффициент размножения в данных условиях - единая мера оптимальности.'

Далее рассматривается модель дарвиновской эволюции (генотип, фенотип, биосфера, организм, окружающая среда и т. д.), основы генетики, и вопросы, что подразумевается под отбором по признаку, что такое наследование и изменчивость. Все вопросы рассмотрены взвешенно при обсуждении вводимых приближений и появляющихся неоднозначностей.

В заключение цитаты, которые показывают отсутствие количественной модели макроэволюции. Авторы честно пишут про состояние дел в эволюционной биологии и это главное преимущество книги:

'Вновь мы уткнулись в проблему синтеза знаний. Не исключено, что она является основной проблемой современной биологии и дальнейшее развитие этой науки будет определяться в первую очередь прогрессом в направлении синтеза.'

'Беда в том, что в нынешней теории эволюции отсутствует процедура сборки целостной картины из разнообразных фрагментов. И, увы, можно сделать такое предсказание: как только какой-нибудь отчаянно смелый коллектив начнет организовывать эту сборку, тут же окажется, что накопленные знания о фрагментах, эффектах не годятся для такого использования. Они добывались не для этого, и многие важные для сборки детали остались неизвестными.'

А. Н. Горбань, Р. Г. Хлебопрос. Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор, 1988.

Источник

Паскуаль Йордан - пионер квантовой биологии

Паскуаль Йордан, один из основателей квантовой механики, решил заняться проблемами биологии. В 1932 году он опубликовал статью 'Квантовая механика и фундаментальные проблемы биологии и психологии', которая в настоящее время связывается с рождением квантовой биологии.

Йордан был настоящим ученым с активной жизненной позицией. В 1930-х годах Йордан вступил в Национал-социалистическую немецкую рабочую партию, при этом даже стал членом штурмовых отрядов. Как пишут, это решение стоило ему Нобелевской премии, которую по этой причине ему не присудили. После войны Йордан был некоторое время без работы, но далее снова получил место профессора. Йордан также вошел в Христианско-демократический союз и был членом Бундестага, где он в конце пятидесятых годов выступал за создание ядерных сил в немецкой армии. В шестидесятых годах Йордан использовал гипотезу Дирака об изменении гравитационной константы во времени для объяснения дрейфа континентов путем расширения Земли.

Ниже краткая информация из подробной статьи о работах Йордана в биологии (Мишень - организм, Научные и культурные контексты квантовой биологии Паскуаля Йордана, 1932-1947).

Социальный контекст. Нацистская идеология во многом основывалась на идее органического единства народа, которая противопоставлялась либерализму и социализму, связываемых с механицизмом. Холизм как таковой был частью такой идеи.

Биология в третьем рейхе. Несмотря на стремление к органическому объяснению природы и общества, в биологии были разные группы ученых с противоположными взглядами. С одной стороны, были сильны представители органицизма (Людвиг фон Берталанфи, Адольф Мейер-Абих, Курт Гольдштейн и др). Правда, между представителями этого лагеря были существенные расхождения и экстремальные программы Берталанфи и Мейера-Абиха разделялись до конца далеко не всеми. С другой стороны, были ученые, которых привлекали идеи редукционизма. В 1930-е годы этот лагерь объединялся в рамках теории мишени (target theory). Название связано с проводимыми исследованиями мутаций биологических организмов под влиянием радиации. Считалось, что эти эксперименты показывают, что радиация вызывает мутацию на молекулярном уровне. Представители: Фридрих Дессауэр, Борис Раевский, Николай Тимофеев-Ресовский, Макс Дельбрюк.

Позиция Йордана. Йордан связывал квантовую механику с индетерминизмом, и он доказывал, что детерминизм противоречит науке. Биологические объекты Йордан разделял на центр управления и остальное (фюрер и массы). Удар по центру управления мог стать смертельным для организма, в то время как удар по массам приводил к смерти всего лишь очередного солдата. Центр управления связывался с квантовыми процессами, которые усиливались в ходе физических процессов (теория усиления, die Verstärkungstheorie).

Йордан считал, что его теория объединяет противоборствующие взгляды в биологии. Теория мишени показывает, что центр управления находится на молекулярном уровне, однако индетерминизм квантовой механики исключает редукционизм и позволяет найти корни единства организма в квантово-механических процессах. Интересно, что Карл Юнг заинтересовался работами Йордана как возможным объяснением коллективного бессознательного на уровне физики.

Параллельно Йордан использовал свою позицию как доказательство ложности материализма и марксизма и правильности господствующих взглядов в третьем рейхе. Правда, структура власти в третьем рейхе была разделена среди враждующих между собой властных группировок и научное доказательство правильности господствующей идеологии не приводило автоматически к карьерному росту.

P. Jordan. Die Quantummechanik und die Grundprobleme der Biologie und Psychologie. Naturwissenschaften, November 1932, Volume 20, Issue 45, pp 815-821.

R. H. Beyler, (1996). Targeting the Organism: The Scientific and Cultural Context of Pascual Jordan's Quantum Biology, 1932-1947. Isis, 87(2), 248–273.

Источник

Квантовое происхождение жизни

Увидел статью известного физика Пола Дэвиса 'Квантовое происхождение жизни?' Статья является первой в сборнике статей 'Квантовые аспекты жизни', вышедшим в 2008 году.

Поскольку при рассмотрении молекулярных связей квантовой механики избежать невозможно, то жизнь в любом случае завязана на квантовую механику. Поэтому Дэвис специально подчеркивает, что он рассматривает влияние квантовой механики на происхождение жизни не в смысле образования химических связей, а в глобальном смысле. Таковой Дэвис находит в утверждении, что все живые организмы являются информационными процессорами - они обладают генетической базой данной, которая реплицируется.

Дэвис говорит, что представления о квантовых вычислениях и квантовой обработки информации произвели революцию в понимании природы информации. Таким образом, он предлагает искать источник появления репликации информации уже на квантовом уровне. По мнению Дэвиса, ничто в классическом мире не может сравняться со скоростью переработки информации в квантовых процессах (кубит вместо бита).

Дэвис видит три возможных сценария связи квантовой механики с происхождением жизни:

'1. Квантовая механика играла ключевую роль в происхождении жизни, но или утратила ее совершенно, или эта роль стала спорадической и второстепенной. Тем не менее в современных организмах могут сохраниться реликты древних систем переработки информации, такие как биохимические остатки, которые могут дать подсказки о древних биологических или даже предбиологических процессах.

2. Жизнь начиналась классически, но освоила некоторые "квантовые трюки", увеличивающие ее эффективность. Например, если какие-то биологические системы оказывались способны обрабатывать информацию квантовомеханически, они получали определенное преимущество в скорости и мощности ее обработки, так что можно ожидать, что естественный отбор открывал и усиливал такие способности, если это было возможно.

3. Жизнь стартовала как классическая комплексная система, но позже эволюционировала на "квантовый рубеж", где квантовая неопределенность создает границу эффективности биомолекулярных процессов.'

Далее в статье Дэвис спекулирует о возможности квантовой жизни (Q-life), рассматривает проблему декогеренции, предлагает аналогию жизни как 'решения' алгоритма квантового поиска и в заключение обсуждает квантовую хореографию. Посмотрел, кто цитирует статью Дэвиса. Среди сторонников квантового происхождения жизни обнаружились российские ученые, тандем из биолога и физика: академик Ю. Н. Журавлев и член-корреспондент М. А. Гузев. Ниже несколько цитат из их статьи:

'С новым кризисом ожидается кардинальная перестройка всего биологического мышления на основе введения в биологию представлений квантовой механики. Здесь важно понять следующее: преодоление кризиса заключается не в том, чтобы признать, что живые системы используют кое-какие квантовые принципы, давно известные и хорошо описанные в учебниках биофизики. Преодоление заключается в необходимости ввести квантовые представления в самые основания биологии. К сожалению, и здесь изучаемое пространство все так же неприветливо, основания биологии (этой огромнейшей области нынешнего знания!) пока никак не сформулированы.'

'Предварительный рецепт для описания эволюции квантовой частицы можно заимствовать в форме идеи «квантового дарвинизма», предложенной В. Зуреком ровно 10 лет назад. Ведущий в этой области квантовой теории авторитет предлагает понимать в качестве квантового дарвинизма процесс, в котором наиболее полезная информация воспроизводится за счет неподходящей, несовместимой (incompatible) с общим паттерном измерения. Он развивал эти представления для целей квантовых измерений, но они как нельзя лучше подходят для описания начальных этапов эволюции, ведущих к появлению живых систем.'

Paul CW. Davies, A quantum origin of life? In Quantum aspects of life, pp. 3-18. 2008.

Ю. Н. Журавлев, М. А. Гузев, Квантовые аспекты изучения жизни, Вестник Дальневосточного отделения РАН, № 5 (177), c. 5 - 17, 2014.

Иерархический подход - обобщение витализма и редукционизма

Увидел статью, в которой физики А. С. Каклюгин и Г. Э. Норман ищут обоснование несводимости биологии к физике. Источником вдохновения физиков явились работы философа Карла Поппера и биологов Питера Медавара и Конрада Лоренца.

Поппер, Медавар и Лоренц при обосновании несводимости биологии к физике оперировали к возникаемости, то есть, к появлению новых качеств, которые несводимы к более низкому уровню организации материи:

'При подъеме по иерархической лестнице информационное содержание и эмпирическое богатство наук прогрессивно увеличивается. Каждая наука содержит все положения наук, расположенных ниже. При этом любой объект, находящийся на более высоком уровне, содержит идеи и понятия, свойственные только ему. Медавары и Поппер определяют это качество специальным термином - качеством «возникновения». Лоренц, также развивающий идеологию возникновения новых системных свойств при совместном включении двух независимых систем, не удовлетворен термином «возникновение» (эмергенция) и вводит термин «фульгурация», т. е. акт сотворения или вспышка молнии.'

Каклюгин и Норман были не удовлетворены качественным рассмотрением проблемы философа и биологов и поэтому они искали объяснение возникаемости в рамках физики. Первая часть статьи посвящена появлению энтропии из обратимых по времени уравнений механики. На этом пути вначале были проанализированы результаты молекулярной динамики, в которой уравнения движения значительного количества атомов/молекул интегрируются во времени. В данном случае есть численные погрешности интегрирования, которые влияют на результаты сложным образом:

'Таким образом, достоверное вычисление статистических средних при использовании ММД происходит как благодаря, так и вопреки погрешностям численного интегрирования уравнений Ньютона или Гамильтона.'

В любом случае далее Каклюгин и Норман ищут аналоги погрешности численного интегрирования в природе и находят их в переходе от квантовой к классической механике. Далее авторы статьи переходят к рассмотрению живого. Они отталкиваются от идеи Поппера, что живое связано с принятием решений, и дополняют ее тем, что живое связано с коллапсом волновой функции:

'Коллапс волновой функции есть качество, присущее живой материи.'

Приведу из статьи только одну цитату по этому поводу:

'Психофизический параллелизм перестает быть парадоксальным - измерителем является мозг. Парадокс кошки [кошка Шрёдингера] оказывается результатом неправильной постановки задачи, ибо суперпозиции квантовой и классической системы быть не может: живая кошка, будучи измерительным прибором, не может быть включена в область применимости описания на языке волновых функций.'

Вот, что получается, когда физики хотят доказать несводимость биологии к физике. Ничего другого на роль физического базиса возникаемости кроме схлопывания волновой функции у физиков нет.

А. С. Каклюгин, Г. Э.Норман, Иерархический подход – обобщение витализма и редукционизма, Российский химический журнал. 2000. Т. 44. N. 3. С. 7.

История закона Йеркса — Додсона

Закон Йеркса — Додсона в психологии утверждает, что наилучшие результаты достигаются при средней интенсивности мотивации. Упоминание этого закона периодически встречается при описании стратегий управления персоналом.

В статье ‘Йеркс-Додсон: Закон на все времена года’ содержится описание исторических событий, начиная со статьи Йеркса и Додсона 1908 года. История достаточно поучительная. Йеркс и Додсон проводили эксперименты с крысами по прохождению лабиринта. В лабиринте имелось два выхода, один правильный, а другой неправильный. При попытке крысы выйти из неправильного выхода следовал удар током, интенсивность которого повышалась. Таким образом в исходных экспериментах речь шла не о мотивации, а о наказании. При этом Йеркс и Додсон были удовлетворены описанием в духе бихевиоризма и у них не возникало желание трактовать результаты в психологических терминах.

Первая статья с результатами на людях появилась в 1930 году, но в 30-х годах произошел существенный пересмотр концепций, связанных с обучением. Вместо наказания на первое место вышла мотивация и производительность. Это потребовало новых формулировок и новых постановок экспериментов. Исследователи этого времени были знакомы с статьями Йеркса и Додсона, но постепенно начал происходить процесс замены терминов. В любом случае до 1955 года подобные закономерности не рассматривались в качестве основополагающего принципа.

В конце 1950-х годов были проведены новые эксперименты на новом уровне (планирование эксперимента + надлежащая статистическая обработка). Питер Бродхерст в 1959 году заявил о возрождении закона Йеркса-Додсона на новых основаниях. Это совпало с введением в ход Дональдом Хеббом концепции возбудимость (arousal) и связанной с ней колоколообразной кривой. Интересно отметить, что Хебб в своей статье 1955 года не упоминал Йеркса и Додсона, но для других сходство было очевидным и процесс пошел.

Далее в статье говорится о том, что разные группы используют достаточно разные факторы при представлении колоколообразной кривой, и что до сих пор нет полного согласия о том, что же эта кривая представляет. Видимое единство в одном - в убеждении, что используемое представление восходит к Йерксу и Додсону, и что все это является выражением единого закона Йеркса-Додсона.

В заключение несколько слов про Джона Додсона. Его научная карьера сложилась не столь удачно, как у Йеркса, что показывает название статьи 2011 года ‘Что же случилось с Джоном Додсоном?’ Додсон во время работы над статьей 1908 году делал диплом у Йеркса. Оказалось, что в архиве последнего сохранилась переписка с Додсоном, в которой были просьбы помочь рекомендациями при устройстве на работу в тот или иной университет. Йеркс старался помочь Додсону, хотя его характеристики говорили о том, что таланты Додсона находились на посредственном уровне. В качестве плюса Йеркс отмечал хорошую работоспособность при выполнении экспериментальных исследований.

В заключение приведу цитату Йеркса, связанную со статьей Додсона, которую тот хотел опубликовать в 1931 году и попросил содействия в этом. Йеркс согласился и после получения статьи сразу же послал ее редактору со словами, что он не полностью удовлетворен ее содержанием, но поскольку статья короткая, то вполне можно ее опубликовать. Письмо к редактору завершалось такими словами:

‘Если бы у меня была свобода переписать статью, и я был бы готов посвятить этому время, я мог бы сильно улучшить ее форму и историческую перспективу.’

По-моему эта цитата прекрасно показывает закон Йеркса-Додсона в действии.

Karl Halvor Teigen, Yerkes-Dodson: A law for all seasons. Theory & Psychology 4, no. 4 (1994): 525-547.

Thomas Brothen. What ever happened to John Dodson? History of psychology 15, no. 1 (2012): 100-105.

Сознание у растений

При рассмотрении вопроса о соотношении сознания и различными биологическими группами в филогенетическом дереве возникает вопрос, где провести черту между организмами, обладающими сознанием, и таковыми без наличия сознания. Естественно, что специализация биолога играет немалую роль при проведении такой черты: биологи обычно симпатизируют объектам исследования и не хотят их исключения из группы организмов с сознанием.

В статье 2015 года ботаник Питер Барлоу рассматривает возможность существования сознания у растений. На этом пути:

• Говорится, что у растений есть когнитивные способности, память, аналог нервной системы и даже аналог мозга;

• Сознание рассматривается в духе теории Хамероффа и Пенроуза: в растениях есть достаточно микротрубочек;

• Соответственно, нельзя исключить наличие сознания у растений.

В статье можно выделить два уровня аргументов. На первом уровне утверждается, что сознание могло появиться в ходе эволюции разными путями на разных этапах. Таким образом, при поиске сознания не следует ограничиваться организмами, строение которых напоминает устройство человека. В статье есть немало ссылок на статьи, где утверждается наличие у растений когнитивных способностей, приводятся доводы в пользу наличия у растений аналога нервной системы (например, в растениях экспериментально установлено наличие электрического потенциала действия, action potential), обсуждаются сложные электрические взаимодействия в физиологии растений. Вывод - структура растения функциональна напоминает схему 'сенсорные возбуждения - переработка информации - ответная реакция'. Если в рамках такой схемы возможно появление сознание у человека, то почему бы сознанию на этом пути не появиться у растений.

На втором уровне достаточно подробно обсуждается теория сознания Хамероффа и Пенроуза и говорится, что в рамках этой теории сознание у растений определенно нельзя исключить. Следует отметить, что Питер Барлоу увлечен буддизмом и при обсуждении сознания он также нередко использует концепции буддизма.

В статье много ссылок на взгляды других ботаников и на разные экспериментальные работы (иногда, достаточно странные, например влияние эмоционального состояния человека на рост растений). Мне понравились рисуночки, которые показывают активность краба, человека и листвы фасоли в зависимости от лунно-солнечного цикла (lunisolar time). Во всех случаях испытуемые объекты находились в закрытом помещении, тем не менее, циклы активности чем-то напоминают друг друга.

В целом следует отметить, что поиск происхождения сознания в рамках филогенетического дерева вносит оживление в работы биологов и без всякого сомнения приводит к расширению кругозора.

Peter W Barlow, The natural history of consciousness, and the question of whether plants are conscious, in relation to the Hameroff-Penrose quantum-physical ‘Orch OR’ theory of universal consciousness, Communicative & Integrative Biology Vol. 8 , Iss. 4, 2015, 28 p

Тим Модлин: Вычисления и сознание

Интерес к БЯМам позволяет вспомнить о популярной в свое время вычислительной теории сознания (computational theory of mind). Однако на этот счет существует аргумент, предложенный Тимом Модлином в 1989 году, который показывает, что вычислительная теория сознания несовместима с материализмом. Ниже краткое описание основной идеи.

Исходной точкой служит идея супервентности сознания по отношению к физическим процессам. Возбуждение нейронов никак не похоже на происходящие ментальные процессы, но предполагается, что для протекания определенного ментального процесса (например, боли) необходимо протекание соответствующих физических процессов.

физические процессы -> сознание

Концепция супервентности не говорит, что сознание эквивалентно, например, возбуждению нейронов, но предполагается, что боль вызывается возбуждением нейронов. Вычислительная теория сознания говорит, что требуется расширить схему супервентности выше следующим образом

физические процессы -> вычислительные состояния -> сознание

Вычисления однозначно определяются посредством машины Тьюринга. Таким образом, вычислительные состояния ассоциируются с определенными состояниями ленты машины Тьюринга.

Модлин анализирует схему выше и вводит условия достаточности и необходимости. Достаточность определяется тем, что определенное вычисление приводит к определенному состоянию сознания (например, определенное вычисление вызывает боль). Необходимость вводится требованием для физической системы поддерживать соответствующее вычисление, которое в свою очередь описывается машиной Тьюринга. Далее Модлин показывает, что одновременно выполнить требования достаточности, необходимости и супервентности не удается.

Аргумент строится при использовании персонажей из новеллы Гофмана 'Песочный человек': Клары и Олимпии. Неявно предполагается, что Натаниэль играет роль человека, который анализирует схему выше, поскольку статья Модлина начинается цитатой из новеллы:

‘… однако ж сыскались насмешники, сумевшие порассказать о всяких странностях и нелепостях, какие были замечены на празднике, и особенно нападавшие на оцепенелую, безгласную Олимпию, которую, невзирая на красивую наружность, обвиняли в совершенном тупоумии, по какой причине Спаланцани и скрывал ее так долго. Натанаэль слушал эти толки не без затаенного гнева, но он молчал; ибо, полагал он, стоит ли труда доказывать этим буршам, что их собственное тупоумие препятствует им познать глубокую прекрасную душу Олимпии.’

На первом этапе Модлин в качестве физической реализации предлагает машину Клару, которая является нормальной машиной Тьюринга. В данной ситуации у людей с развитым абстрактным мышлением проблем не возникает: сложные физические процессы приводят к сложным вычислениям, которые в свою очередь вызывают ментальные процессы.

Однако далее Модлин напоминает, что смена вычислительных состояний эквивалентна смене состояний ленты машины Тьюринга, и предлагает вторую машину, Олимпию, которая в итоге приводит к такой же смене состояний ленты, как и в случае машины Клары. То, что одно и то же вычисление можно выполнить путем разных физических процессов, не должно удивлять. Тем не менее, крайнее удивление вызывает то обстоятельство, что предложенная Модлиным вторая машина крайне примитивна: протекающие физические процессы сводятся к повторению одного и того же движения. Развитое абстрактное мышление уже должно признать, что такие физические процессы на роль 'подложки' сознания не годятся.

В заключение еще одна цитата:

‘В действительности, один путь для понимания структуры Олимпии связан со следующей аналогией: Олимпия создает иллюзию бытия Клары в действии, которое во многом напоминает создание иллюзии движения в фильме на экране. … Проблемы с вычислительной теорией сознания заключается в том, что она не содержит концептуальных оснований, чтобы отличить мерцающую иллюзию от реальности.’

Tim Maudlin, Computation and consciousness, The Journal of Philosophy, v 86, N 8 (1989): 407-432.

Теологическая модель законов физики

Краткое изложение идеи из статьи физика Пола Дэвиса 'Вселенная из битов'.

В хорошо известной метафоре башни черепах поиск фундаментальной реальности ведет к бесконечному регрессу. Обрыв башни на уровне левитирующей сверхчерепахи требует либо скачок, основанный на вере - приняв нижний уровень как необъяснимый факт - или определенную ментальную гимнастику, такую как введение необходимой сущности, отрицание бытия которой логически невозможно. Классическая христианская теология выбирает второй вариант, где Бог выражен в качестве необходимой сущности, от которой начинается вселенная. К сожалению, концепция необходимого бытия Бога приводит к серьезным философским и теологическим проблемам и в настоящей момент большинство теологов отвергают идею необходимого существования Бога.

Наука приняла как основу реальности физическую вселенную саму по себе. В дебатах с Фредериком Коплестоном британский философ Бертран Расселл прямиком заявил 'Я должен сказать, что вселенная находится всего лишь там и это все.' Правда, по ходу двадцатого века в науке произошли серьезные изменения. Теория относительности отменила абсолютное пространство и абсолютное время, разделяемое всей вселенной. Квантовая механика разрушила концепцию внешней реальности, когда всем физическим величинам можно было приписать хорошо определенные значения в любой момент времени. Таким образом реальность, по крайней мере среди физиков-теоретиков, перешла вначале в сами законы физики, а затем в их математические суррогаты, такие как Лагранжианы, пространства Гильберта и т.д. Сегодня математические законы физики рассматриваются большинством ученых как левитирующая сверхчерепаха, описанная выше.

Ортодоксальная позиция, по-видимому, заключается в том, что наличие существующих законов природы должно быть принято как грубый факт, без дальнейшего объяснения. Шон Кэрролл выразил эту позицию в ответ на вопрос, почему существуют данные законы физики, таким образом 'Это так, как обстоят дела.'

Ортодоксальный взгляд на законы физики содержит длинный список свойств, принимаемых по умолчанию. Законы рассматриваются как вечные, неизменные, действующие с бесконечной математической точностью. Физические законы выходят за пределы вселенной и были напечатаны на вселенной снаружи в момент ее создания. Физический мир подвержен влиянию законов, но сами законы не зависят от того, что происходит во вселенной. Нетрудно увидеть, что данная картина произошла от монотеизма, где рациональное создание создало вселенную согласно набору идеальных законов. Асимметрия между неизменными законами и зависящими состояниями вселенной соответствует асимметрии между Богом и природой. Вселенная в ее существовании зависит от Бога, в то же время как Бог не зависит от вселенной.

Без всякого сомнения ортодоксальная концепция законов физики произошла напрямую из теологии. Самое удивительное, что данная точка зрения осталась без изменения даже после трехсотлетнего развития светской науки. 'Теологическая модель' законов физики так укоренилась в сознании ученых, что она рассматривается просто как сама собой разумеющаяся.

Другое сильное влияние на ортодоксальную концепцию законов физики оказал Платонизм. Многие математики являются платонистами и уверены в том, что математические объекты реально существуют, хотя они не находятся в физической вселенной. Физики-теоретики также погрузились в Платонизм и они согласны поместить математические законы физики в Платонию. Слияние Платонизма и монотеизма создало мощную ортодоксальную научную концепцию законов физики как идеальных, совершенных, бесконечно точных, неизменных, вечных математических форм и отношений, которые выходят за рамки физической вселенной и находятся в абстрактных небесах Платонии вне пространства и времени.

Paul Davies, Universe from Bit, in Information and the Nature of Reality: From Physics to Metaphysics.

Иоганн Христиан Лоссиус о мозге и об истине

Иоганн Христиан Лоссиус (Johann Christian Lossius, 1743 - 1813) - современник Иммануила Канта. Кант характеризовал взляды Лоссиуса как научпоп (Populärphilosophie) и Лоссиус отвечал Канту взаимностью. Ниже я переведу описание взлядов Лоссиуса, которые он выразил в книге Физические причины истины (Physische Ursachen des Wahren, 1775). Перевод из книги Естественное и нормативное: Теории пространственного восприятия от Канта до Гельмгольца. Ключевое положение - истина это приятное чувство, получающееся от гармонии вибраций волокон в мозгу.

'Лоссиус аргументировал, что в познании разум или душа должны опираться на инструмент, который сам по себе не принадлежит нематериальному миру. Каждая идея и операция, посредством которой идеи объединяются, должны иметь основу в мозге. В соответствии с имеющейся в наличии физиологической мыслью в роли обеспечения этой основы Лоссиус рассматривал волокна мозга. Он считал, что законы, управляющие созданием и объединением идей, объясняются на двух уровнях обсуждения: физиологическом и психологическом. Каждый уровень объяснения является "натуралистическим" в хорошем смысле этого слова: психологические объяснения обращаются только к качественному характеру идей и ассоциативным законам, по которым идеи объединяются, а физиологические объяснения формулируются в терминах вибраций волокон. Нормативные ментальные понятия как "суждение" или "согласие" должны быть редуцированы к одному или другому уровню объяснения.'

'Возможно, наиболее показательным из натурализма Лоссиуса является его объяснение тенденции человека искать и узнавать истину. Лоссиус рассматривал эту тенденцию базовым фактом (Grundfactum) в психологии и сравнивал ее с принципом притяжения в физике. Истину он определял по отношению к человеческим способностям; это "приятное чувство, получающееся от удовлетворения склонности души расширить себя в отношении понимания; или, если хотите, приятное чувство, получающееся от гармонии вибраций волокон в мозгу." Когда новая идея гармонично сочетается с предыдущими идеями она получает согласие и считается верной. Тенденция к согласию (или несогласию, когда идея или ее низлежащие вибрации конфликтуют с предыдущей организацией мозга) снова сравнивается с базовыми принципами физики, в этом случае с законом падения. Зависимость истины от устройства человеческих способностей развивается далее по аналогии с эстетикой: как прекрасное понимается по отношению к способности вкусу, так истина понимается по отношению к здоровой способности рассудка. В заключение факт о том, что люди приходят к согласию относительно истины, объясняется в рамках предположения о том, что мозги людей построены похожим образом.'

Взгляды Лоссиуса выглядят достаточно современно и в то же время он практически забыт. Какая несправедливость!

Gary C. Hatfield, The Natural and the Normative: Theories of Spatial Perception from Kant to Helmholtz. 1990. Cambridge, MA: The MIT Press, p. 71-72.