Почти всю свою жизнь доктор Стюарт Хамерофф был увлечен мучительным вопросом о сознании. Но вместо изучения неврологии или другой области, обычно связанной с внутренней работой мозга, его любопытство подогрело знакомство Хамероффа с анестетиками - семейством препаратов, которые, как известно, вызывают нарушение сознания.
“Я думал о неврологии, психологии и нейрохирургии, но ни одна из них... не имела отношения к проблеме сознания”, - говорит Хамерофф, ныне вышедший на пенсию профессор анестезиологии из Университета Аризоны. Хамерофф вспоминает особенно волнующий момент, когда он впервые приехал в университет и встретился с заведующим кафедрой анестезии. “Он сказал: "Эй, если вы хотите понять, что такое сознание, выясните, как работает анестезия, потому что мы понятия не имеем”.
Работа Хамероффа в области анестезии показала, что потеря сознания возникает из-за какого-то воздействия на микротрубочки, и он задался вопросом, не играют ли эти структуры какую-то роль в формировании сознания. Таким образом, вместо того, чтобы использовать нейрон, или нервные клетки мозга, в качестве “базовой единицы” сознания, идеи Хамероффа углубились в изучение миллиардов отдельных тубулинов внутри самих микротрубочек. Он быстро стал одержимым.
Микротрубочки, находящиеся в цитоскелете клетки — структуре, которая помогает клетке сохранять свою форму и проходить митоз, — состоят из белков тубулина и могут быть найдены в клетках по всему организму. Хамерофф описывает общую форму микротрубочек как “полый початок кукурузы”, в котором ядра представляют собой белки альфа- и бета-тубулины. Хамерофф впервые узнал об этих структурах в медицинской школе в 1970-х годах, изучая, как микротрубочки дублируют хромосомы во время деления клеток. Если веретена микротрубочек не справляются с этим танцем идеально (процесс, известный как рассегрегация), вы получаете раковые клетки или другие формы неправильного развития.
Хотя Хамерофф знал, что анестетики воздействуют на эти структуры, он не мог объяснить, как микротрубочки могут вызывать сознание. “Как вся эта обработка информации может объяснить сознание? Как это могло бы объяснить зависть, жадность, боль, любовь, радость, эмоции, зеленый цвет?” - говорит Хамерофф. “Я понятия не имел”.
Так было до тех пор, пока он случайно не наткнулся на влиятельную книгу лауреата Нобелевской премии сэра Роджера Пенроуза, доктора философии.
На страницах книги 1989 года "Новый разум императора" Пенроуз утверждал, что сознание на самом деле имеет квантовую природу, а не вычислительную, как до сих пор выдвигалось многими теориями о разуме. Однако у знаменитого физика не было никакого биологического механизма для возможного коллапса квантовой волновой функции — когда квантовая суперпозиция из нескольких состояний коллапсирует до определенного классического состояния, - который вызывал бы сознательные переживания.
“Чертовски верно подмечено, Роджер. Это чертовы микротрубочки”, - вспоминает Хамерофф. Вскоре после этого Хамерофф заключил партнерство с Пенроузом, и вместе они приступили к созданию одной из самых увлекательных — и противоречивых — идей в области изучения сознания. Эта идея стала известна как теория организованной объективной редукции, или Orch OR, и она утверждает, что микротрубочки в нейронах вызывают коллапс квантовой волновой функции - процесс, известный как объективная редукция, который приводит к возникновению сознания.
Хамерофф с готовностью признает, что с момента своего создания в середине 90-х годов в этой области стало популярным времяпрепровождением - отстаивать свои идеи. Но в последние годы все больше исследований сообщают о некоторых доказательствах возможности квантовых процессов в мозге. И хотя это само по себе не является подтверждением Orch ИЛИ теории, предложенной Хамероффом и Пенроузом, это заставляет некоторых ученых пересмотреть возможность того, что сознание может иметь квантовую природу. Это не только стало бы огромным прорывом в понимании человеческого сознания, но и означало бы, что чисто алгоритмический — или компьютерный - искусственный интеллект никогда не смог бы по—настоящему обладать сознанием.
***
В 1989 году Роджер Пенроуз уже был суперзвездой в мире математики и физики. К этому времени он уже много лет был далек от своей новаторской работы, описывающей образование черных дыр (которая в конечном итоге принесла ему Нобелевскую премию по физике в 2020 году), а также от открытия математических схем, известных как схемы Пенроуза, которые имеют решающее значение для изучения квазикристаллов — структур, которые упорядочены, но не являются однородными. периодический. С публикацией книги "Новый разум императора" Пенроуз с головой окунулся в теоретическую область человеческого сознания.
В своей книге Пенроуз использовал теорему Курта Геделя о неполноте, которая (в очень упрощенном виде) утверждала, что, поскольку человеческий разум может превосходить существующие системы и совершать новые открытия, сознание должно быть неалгоритмичным. Вместо этого Пенроуз утверждает, что человеческое сознание имеет фундаментально квантовую природу, и в книге "Новый разум императора" он излагает свою точку зрения на сотнях страниц, подробно описывая, как коллапс волновой функции создает момент осознания. Однако, как и в случае с дилеммой Хамероффа, Пенроуз признает на заключительных страницах, что основные фрагменты этой загадки квантового сознания все еще оставались неизвестными:
Я также надеюсь, что именно благодаря науке и математике в конечном итоге должны проявиться некоторые существенные сдвиги в понимании разума. Здесь возникает очевидная дилемма, но я попытался показать, что есть реальный выход.
Когда Хаммерофф впервые прочитал книгу в 1991 году, он полагал, что знает, чего не хватает Пенроузу.
Хамерофф отправил письмо, в котором содержались некоторые из его исследований, и предложил Пенроузу посетить Оксфорд во время одной из его конференций в Англии. Пенроуз согласился, и вскоре они вдвоем начали исследовать неалгоритмическую проблему человеческого сознания. В то время как дуэт разрабатывал свою теорию квантового сознания, Хамерофф также объединил умы из разных дисциплин, включая философию, неврологию, когнитивную науку, математику и физику, для изучения идей, связанных с сознанием, в рамках конференции Science of Consciousness, которая проводится раз в два года.
И с самого начала конференция открыла новые горизонты. В 1994 году философ Дэвид Чалмерс описал, что неврология хорошо подходит для выяснения того, как мозг управляет физическими процессами, но “трудной проблемой” было выяснить, почему люди (и все другие живые существа) имеют субъективный опыт.
Примерно через два года после того, как Чалмерс выступил с этим знаменитым докладом в больничной аудитории в Тусоне, Пенроуз и Хамерофф предложили свой собственный возможный ответ на эту известную сложную проблему.
Он не был хорошо принят.
***
Пенроуз и Хамерофф представили свою организованную теорию объективной редукции в апрельском выпуске журнала Mathematics and Computers in Simulation за 1996 год. В нем подробно описывается, как микротрубочки управляют сознанием с помощью “объективной редукции”, которая описывает (со сложной физикой) мысли Пенроуза о взаимодействии квантовой гравитации и о том, как коллапс волновой функции порождает сознание.
С тех пор идея подвергалась критике почти 30 лет.
Известный физик-теоретик Стивен Хокинг однажды написал, что Пенроуз поддался своего рода заблуждению Холмса, заявив, что “его аргумент, по-видимому, заключался в том, что сознание - это тайна, а квантовая гравитация - еще одна тайна, поэтому они должны быть связаны”. Другая основная критика заключается в том, что теплая и шумная среда, в которой находится мозг, не подходит для любого вида квантового взаимодействия. Почитайте любую научную литературу о квантовых компьютерах, и вы увидите, что лабораторные условия всегда отличаются исключительной чистотой и холодом, близким к абсолютному нулю (-273,15 градуса по Цельсию).
“Вы знаете, как давно я слышал, что мозг теплый и шумный?” Говорит Хамерофф, отвергая критику в адрес мозга как слишком теплого и влажного для развития квантовых процессов. “Я думаю, что наша теория верна с точки зрения физики, биологии и анестезии”.
В интервью журналу New Scientist, опубликованном в 2022 году, Пенроуз признал, что первоначальная теория была “грубой по краям”, но все эти десятилетия спустя утверждает, что сознание находится за пределами вычислений и, возможно, даже за пределами нашего нынешнего понимания квантовой механики. “Раньше люди говорили, что это полное безумие, - сказал Пенроуз журналу New Scientist, - но я думаю, что сейчас люди относятся к этому серьезно”.
“Я думаю, что наша теория обоснована с точки зрения физики, биологии и анестезии”.
Во многом это медленное признание объясняется постоянным потоком исследований, показывающих, что биологические системы содержат свидетельства квантовых взаимодействий. С момента публикации Orch OR ученые нашли доказательства того, что квантовая механика работает, например, во время фотосинтеза, и только в этом году в исследовании, проведенном исследователями из Университета Говарда, были подробно описаны квантовые эффекты, связанные с микротрубочками. Это исследование не доказывает ничего напрямую; это было бы все равно что обнаружить воду на экзопланете и объявить, что на ней обитает разумная жизнь — не исключено, но очень далеко от уверенности. Полученные результаты, по крайней мере, заставили некоторых критиков пересмотреть ту роль, которую квантовая механика играет если не в сознании, то, по крайней мере, во внутренней работе мозга в более широком смысле.
Однако расцвет квантовой биологии за последние несколько десятилетий также совпал с бурным развитием искусственного интеллекта и больших языковых моделей (LLM), что придало новую актуальность вопросу о сознании — как человеческом, так и искусственном. Хамерофф считает, что приток денег на исследования сознания с использованием искусственного интеллекта только еще больше сдвинул эту область в сторону теории “сознание - это вычисление”.
“Люди отказались от ”сложной проблемы", на мой взгляд, и продались ИИ", - говорит Хамерофф. “Эти магистры... еще не достигли своего предела, но это не значит, что они будут сознательными”.
***
Шли годы, а затем и десятилетия, и Хамерофф неустанно защищал Orch в научных статьях, на конференциях по осознанию и, возможно, наиболее энергично в своей ленте X (ранее Twitter), где он регулярно участвует в дебатах, связанных с микротрубочками. Но когда его спрашивают, нравятся ли ему эти аргументы, он отвечает довольно прямо.
“Очевидно, я так и делаю, потому что продолжаю это делать”, - говорит Хамерофф. “Я всегда был противоположностью, но это не нарочно — я просто следую за своим чутьем”.
И этот научный подход привел Хамероффа к исследованию потенциально глубоких последствий, если учесть, что сознание не обязательно зависит от мозга или даже нейронов. Ранее в этом году Хамерофф вместе с коллегами из Университета Аризоны и Национального института материаловедения Японии в соавторстве опубликовали статью, в которой задается вопрос о том, могло ли сознание предшествовать самой жизни.
“Мне никогда не приходило в голову, что жизнь зародилась и развивалась миллионы лет без участия генов — зачем организмам развивать когнитивные механизмы? Какова их мотивация?” Говорит Хамерофф, признавая, что теория выходит за рамки обычной науки. “Это в некотором роде духовно — моим духовным друзьям это очень нравится”.
Хамерофф признает, что некоторые из его идей “уже реализованы”, и даже останавливает себя на полуслове, когда описывает некоторые идеи, связанные с НЛО, говоря: “У меня уже достаточно возможностей”. Хотя большинство его идей, возможно, и обосновались на задворках господствующей науки, это место, где он чувствует себя комфортно — по крайней мере, на данный момент. “Я не думаю, что все согласятся... но я думаю, что [предложение Orch] будет рассмотрено серьезно”, - говорит Хамерофф.
Хамерофф завершил свою многолетнюю карьеру анестезиолога в Университете Аризоны, и теперь у него появилось еще больше времени, чтобы посвятить себя тому, чем он увлекался всю жизнь.
“У меня была отличная карьера, и теперь у меня есть еще одна отличная карьера”, - говорит он. - К тому же мне не нужно вставать так чертовски рано.
