Машина мышления. Заставь себя думать - Курпатов Андрей Владимирович Страница 51

Сразу встаёт вопрос, а существует ли в принципе в таком случае «время»? Есть ли у него некая сущность? Не попались ли мы на уловку собственного эссенциализма? Есть ли такая физическая величина, как время?

Впрочем, сюрпризы на этом не заканчиваются, ведь любое изменение локально: тут меняется одно, там другое, где-то ещё — третье, и везде какое-то «своё» время.

То есть это какие-то разные «блоки вселенной» (как говорят в физике), со своей реальностью:

• вот молекула ДНК какой-то клетки стала раскрываться, запуская процесс образования белков,

• вот какие-то гормоны были выброшены железами внутренней секреции в кровь и начали бередить чувствительные к ним рецепторы,

• вот конкретный нейрон собрал с соседей тысячу импульсов, подумал-подумал и дал, так сказать, разряд…

Всё это — разные процессы изменений, к каждому из которых, как можно догадаться, часы не приставишь. При этом вся эта динамика в конечном счёте весьма слаженная, происходит в одном организме, и никто там, как на уроках музыки, с метрономом не стоит.

Можно к подобным причитаниям относиться с иронией, но если было бы возможно отправить вашего брата-близнеца в космический полёт со скоростью света (точнее — близкой к ней), то он, вернувшись из своего путешествия через год, нашёл бы вас постаревшим на 22 года.

И дело не только в количестве лет, которые отсчитываете вы или он, дело в метаболических процессах — у него они замедлятся: его организм и в самом деле постареет только на один год, тогда как вы растеряете к этому моменту уже огромное количество своего жизненного ресурса.

Если же мы нырнём ещё глубже и обратимся к квантовой механике, то обнаружим, например, эффект квантовой запутанности, который предполагает одновременное изменение спинов двух связанных друг с другом фотонов, даже если они находятся на разных концах Вселенной.

Буквально это значит, что у связанных квантовой запутанностью фотонов какое-то своё собственное — одно на двоих — время, которое никак не зависит от координаты времени, используемой учёными в физике.

Третья проблема, о которой также нельзя не упомянуть, — это проблема энтропии — стремления системы к статистическому равновесию.

Как мы знаем благодаря второму закону термодинамики и Людвигу Больцману, энтропия системы имеет свойство нарастать.

То есть если у вас есть нечто как-то упорядоченное, на упорядочивание чего потребовалась какая-то энергия, то это нечто будет неизменно стремиться к снижению упорядоченности: всё, что создано, как мы знаем, имеет свойство приходить в негодность и разрушаться — от атомов до империй.

Таким образом, степень упорядоченности-неупорядоченности является вроде как мерой времени — от порядка, так сказать, к хаосу, разброду и шатанию.

Но проблема, с одной стороны, в том, что второй закон термодинамики, как и другие упомянутые уже физические законы, не отменяет возможности увеличения упорядоченности системы.

С другой стороны, чем больше нарастающие изменения, чем неупорядоченнее и, соответственно, сложнее в описании становится система, тем более она чувствительна к незначительным воздействиям — бабочка машет крыльями в Амазонии, а ураган ударяет по Нью-Йорку.

То есть только в замкнутых и весьма нехитрых по своему устройству системах мы можем наблюдать за линейным изменением системы во времени.

Там же, где система сложна, в дело вступает феномен хаоса — изменения начнут приходить волнами, которые будут подчиняться какой-то своей, малопредсказуемой логике.

Но самое важное, что из хаоса время от времени возникает какой-то порядок. Тот же Больцман, например, считал, что рождению нашей Вселенной предшествовала какая-то случайная флуктуация70.

Почему всё это важно понимать? Дело в методологии.

Если вы считаете, что есть такая штука, как время (а такова наша внутренняя интуиция), вы тут же оказываетесь привязаны к точкам отсчёта, наблюдателям и определённым часам. После чего, как мы уже убедились, — жди неразрешимых парадоксов.

С другой стороны, если вы игнорируете изменения, то вам оказывается недоступна динамика системы, а она очевидно имеет место быть — неважно, что-то в ней меняется, вы меняетесь, в ваших взаимоотношениях что-то меняется, — изменения происходят, и потерять их в своих методологических расчётах было бы крайне опрометчиво.

Так что же нам со всем этим делать? Ответ на этот вопрос мы получим, посмотрев, как наш с вами мозг справляется с проблемой «времени», а делает он это несколькими разными способами.

Первый способ «создать время» у мозга следующий — аппроксимация до движения.

Звучит, наверное, странно — зачем аппроксимировать до движения, если движение и так есть?

Так-то оно так, но вот наш с вами мозг движение в собственном его виде воспринять не может. Представьте себе сетчатку глаза, на которой находятся клетки, реагирующие на фотоны света: экстерорецепторы (палочки и колбочки), фоторецепторы ганглиозного слоя клетчатки, клетки Гессе и т. д.

Когда фотон попадает в палочку или колбочку, то её мембрана гиперполяризуется, и импульс, что называется, пошёл. Там ещё много деталей и всякой биохимии с биофизикой, но важно понять следующее — пока данная клетка гиперпо-ляризована, она оказывается нечувствительна к следующему фотону.

Чтобы воспринять его, ей нужно вернуться в исходное состояние, а на это требуется время. То есть даже если мы что-то в этот момент рецептору и сообщаем, ему это абсолютно безразлично — он находится во вневременной прострации. Можно сказать, что время внутренних изменений в мозге не позволяет ему определять время внешних изменений.

То есть, по сути, мы видим (и в более широком смысле, учитывая другие рецепторные системы, воспринимаем) лишь отдельные кадры, по сути — фотографии, запечатлевшие отдельный момент. По отдельной же фотографии нельзя сказать, находится объект в движении или нет.

Впрочем, поскольку эти кадры, как и на киноленте, идут с большой частотой, мы и аппроксимируем их до ощущения движения.

Второй способ «создания времени» связан с рекурретностью нейронных сетей, создающих своего рода «фон» для выявления на нём «фигуры».

Как мы с вами знаем, нейронные сети — это определённые последовательности связей нервных клеток (отсюда и рекурретность), при этом каждая нейронная клетка связана со множеством других клеток и включена, таким образом, в разные нейронные сети.

По сути, в мозге действует что-то вроде perpetuum mobile— возбуждение одной последовательности нервных клеток рождает зачастую совершенно случайное возбуждение других последовательностей нервных клеток, те, в свою очередь, активизируют следующую и т. д.

Конечно, этот perpetuum mobile только выглядит таковым, потому что тонус коры обеспечивается клетками ретикулярной формации, а их активность, в свою очередь, зависит от объёма поступающей извне информации.

Плюс, конечно, тут много биохимии, которая питает процессы возбуждения и торможения. Наконец, есть и специализированные рекурсивные нейронные сети, находящиеся в состоянии постоянной активности, поддерживая тонус той или иной функции — допустим, рекурсивные сети мозжечка, отвечающие за общий мышечный тонус.

Внешним проявлением работы нашего perpetuum mobile является хорошо всем известная электроэнцефалография (ЭЭГ). Благодаря этой методике мы можем снимать с кожного слоя головы суммарную электрическую активность мозга.

Хотя метод этот не назовёшь очень точным, вы, глядя на электроэнцефалограмму, можете сказать, в каком состоянии находится человек:

• спит он (дельта-ритм — волны высокой амплитуды и низкой частоты),

• спокойно бодрствует (альфа-ритм — тут частота волн уже в два-три раза выше),

• напряжён и внимателен (бета-ритм — ещё больше частота и ещё меньше амплитуда)

• или находится в состоянии генерализованного эпилептического припадка.

Если всё это предельно упростить, то можно сказать и так: мозг является своего рода осциллятором, который производит повторяющиеся колебания. Нейроны синхронизируются изначально локально, но их, скажем так, суммарная активность приводит к возникновению тех самых макроколебаний, которые мы видим на ЭЭГ.