Вот кое-что, что заставит вас взглянуть на ваш утренний кофейный ритуал совершенно иначе: причина, по которой вы ощущаете богатый аромат, тепло, легкую горечь — это чувство бодрости и осознанности — может заключаться в том, что ваш мозг работает на принципах квантовой физики.
Знаю, знаю. Квантовая механика и так достаточно запутанна, когда речь идет о частицах, волнах и котах в коробках. А теперь вы говорите мне, что она может быть ответственна за мои мысли? Мои сны? Мое необъяснимое желание съесть сыра в два часа ночи?
Не теряйте нить, потому что в этой истории есть всё: Нобелевские лауреаты, ученые-бунтари и 40-летний спор, который никак не утихнет.
Интеллектуальная загадка, которую никто не смог разгадать
Сколько бы у нас ни было мозгов (а это, признаться, очень долго), мы всегда задавались вопросом: что на самом деле создает сознание? Что превращает пучок нейронов и электричества в вашем черепе в... вас?
Традиционная нейробиология проделала невероятную работу, картируя мозг, изучая, как нейроны общаются друг с другом, и выясняя, почему определенные области мозга «загораются», когда вы, скажем, узнаете лицо или вспоминаете, куда положили ключи. Но над всем этим по-прежнему висит огромный вопросительный знак: как все эти электрические и химические процессы порождают субъективный опыт?
Не знаю, как вы, а меня этот вопрос всегда по-настоящему смиряет. Мы буквально состоим из того же вещества, которое пытается разобраться в самом себе. Это похоже на то, как если бы Вселенная разыгрывала сложную шутку над самой собой.
В игру вступает безумная теория
В 1989 году Роджер Пенроуз — и да, это тот самый Роджер Пенроуз, который позже получил Нобелевскую премию по физике — произвел настоящий взрыв. В своей книге «Новый разум короля» он предположил, что сознание не может работать как обычный компьютер. Должно происходить что-то еще, что-то, что требует того, что он назвал «невычислимой физикой».
Перевод: способу, которым ваш мозг создает осознанность, может требоваться квантовая механика, чтобы иметь смысл.
Это было ГРОМКОЕ заявление. Большинство нейробиологов в то время просто пожали плечами. Мозг — теплый, влажный и хаотичный — условия, которые квантовые эффекты (которым обычно требуется экстремальный холод и точная изоляция) просто ненавидят. Как деликатные квантовые процессы могут выжить в биологическом эквиваленте слэма в толпе?
Но Пенроуз был не один. Он объединился со Стюартом Хамероффом, анестезиологом из Университета Аризоны, и вместе они разработали концепцию под названием Оркестрованная объективная редукция (или Orch OR для краткости — потому что ученые, видимо, не могут устоять перед аббревиатурами).
Основная идея? Глубоко внутри ваших нейронов есть крошечные трубчатые структуры, называемые микротрубочками, которые действуют как внутренний каркас клетки. Пенроуз и Хамерофф предположили, что эти микротрубочки могут делать нечто экстраординарное: обрабатывать квантовую информацию.
Спор, который не утихает
Десятилетиями Orch OR находилась в углу научных дискуссий под названием «интересно, но, вероятно, неверно». Критика была обоснованной: квантовые эффекты в биологических системах? В мозге? При комнатной температуре? Это звучало скорее как научная фантастика, чем как наука.
Но вот в чем дело — и именно это не дает ученым спать по ночам — теория так и не исчезла. А в последнее время она начала набирать неожиданный импульс.
Накопление доказательств
Появился Майкл Вист, профессор нейробиологии в Колледже Уэллсли, который начал исследовать эту спорную территорию. В недавних исследованиях, опубликованных в eNeuro и Neuroscience of Consciousness, Вист и его команда решили проверить, могут ли микротрубочки действительно участвовать в сознании. (И да, обещаю, это интереснее, чем кажется).
Они использовали химическое вещество, которое связывается с нейронными микротрубочками у крыс, а затем подвергли бедных зверьков воздействию анестезии. И вот здесь начинается самое интересное: крысы, получившие связывающее вещество, дольше оставались под воздействием анестезии. Казалось, что химикат защищает что-то — а именно, те самые микротрубочки.
Вист интерпретировал это как доказательство того, что микротрубочки действительно могут быть частью механизма сознания. Анестезия воздействует на них иначе, чем на другие части нейрона, что указывает на их особую роль.
«Это подтверждает правдоподобность микротрубочек как физического субстрата биологического сознания», — написал Вист.
Другие исследователи подлили масла в этот квантовый огонь. Были получены данные о том, что квантовая запутанность работает на гораздо больших масштабах, чем считалось возможным — работа, за которую исследователи получили Нобелевскую премию по физике в 2022 году. Доказательств наличия квантовых сигналов в мозге также становится всё больше.
Является ли это доказательством? Абсолютно нет. Но это определенно заставляет людей снова обратить на это внимание.
Другая сторона медали
Я хочу быть справедливым, потому что наука процветает благодаря спорам. Многие исследователи по-прежнему настроены крайне скептически по отношению к идее квантового сознания.
Команда из MIT недавно опубликовала исследование, предполагающее, что сознание может возникать из старой доброй классической физики — в частности, из электрических волн, выполняющих аналоговые вычисления в сетях мозга. Никакой квантовой странности не требуется.
«Учитывая сильное эволюционное давление, направленное на максимизацию вычислений на единицу энергии, — написали они, — было бы удивительно, если бы эволюция не использовала такой встроенный аналоговый вычислительный субстрат».
Это тоже убедительный аргумент. Эволюция экономна; если классическая физика может справиться с задачей, зачем усложнять всё квантовой механикой?
Почему этот спор важен (даже если он кажется абстрактным)
Вот что я об этом думаю: я искренне рад, что этот спор существует.
Мы живем в эпоху, когда нам постоянно говорят, что наука уже всё разгадала, а захватывающие открытия — это просто заполнение пробелов. Но сознание? Это кажется одним из немногих оставшихся настоящих рубежей — местом, где величайшие вопросы всё еще остаются открытыми.
Возникает ли сознание в результате квантовых процессов в микротрубочках, из классических электрических волн или из чего-то, о чем мы еще даже не догадываемся, — мы всё равно пытаемся разгадать глубочайшую тайну существования: почему существует нечто такое, каково это — быть вами, а не просто пустота.
И честно? Тот факт, что величайшие умы в физике и нейробиологии активно сотрудничают (или спорят) об этом, вселяет в меня надежду. Это значит, что мы всё еще любопытны. Всё еще готовы преследовать невозможные вопросы.
И что же... что это значит для вас?
Честно? Скорее всего, ничего практического сегодня. Вы не будете думать о микротрубочках, когда в следующий раз сделаете глоток утреннего кофе.
Но, может быть, только может быть, в следующий раз, когда вы испытаете момент истинного восторга — наблюдая за закатом, слушая музыку, которая пробирает до глубины души, или ведя разговор, от которого вы чувствуете себя более живым, чем обычно, — вы на секунду замрете и подумаете: «Хм. Что бы ни происходило в моем мозгу прямо сейчас, это либо невероятно сложная классическая физика... либо что-то еще более странное и таинственное».
В любом случае, это ведь потрясающе, не так ли?