Страница 92 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

Конкретные механизмы генерации и передачи нервных импульсов возникли на основе случайностей, ограниченных физическими законами. Они в своих принци­пах предельно просты и универсальны, но изощ­рён­но сложны в нагромождении случайных особенностей.

Естественный отбор “с пользой” может запомнить в них только са­мое простое. Таковым является принцип ДА, НЕТ, ИЛИ при взаимодей­ст­вии между собой нервных импульсов. Он естественнен для нервной системы. Формирование нервного импульса и его синаптическая пере­да­ча между нейронами связаны с порогами срабатывания при “запуске” импульса – электромеханической волны. Кинетика выделения нейро­медиаторов – опять порции-“кванты”. Совпало во времени и в данном месте два импульса – порог превышен, импульс есть – явное ДА. Ре­аль­но “проекта” нет. Поэтому импульсы, которые должны совпадать, ока­зы­ва­ются их сериями и много других подробностей. Вспомните, что детер­ми­низм – это пороги. Жизнь есть детерминированное явление именно по­тому, что случайности есть её основа. С трудностями, но принципы обработки элементарных сигналов в форме ДА, НЕТ, ИЛИ, составляю­щие детерминизм современных компьютеров, ведущие и в нервной сис­теме. Электрическая энергия и элек­т­ри­ческие им­пуль­сы есть главное в нервной системе. Это же оп­ре­деляет случайное возникновение состав­ляю­щих логики в её работе. Но программы для мозга составлять некому. Принципы логики могут быть в нём основой взаимодействия элемен­тарных сигналов, но глобально работа мозга не может повторять программируемые компьютеры.

Первые “нервные сис­темы” всего с еди­ни­цами контактов между зачатками нейронов (по­тому и кавычки, что соб­ственно систем ещё нет), работают на основе строгих законов логики. Это соответствует сформу­ли­рованному выше, так как в них работают только сами принципы вза­и­мо­действия сигналов, а не сложные “машины” на их основе.

Простейшие виды живого, начиная от бактерий и одноклеточных организмов, часто взаимодей­ст­вуют с окружающей средой на основе при­б­ли­жённо одностадийного действия физико-химических законов. На­при­мер, пылинки перца раз­бе­га­ются друг от друга по поверхности воды, так как содержащиеся в них вещества снижают поверхностное натя­же­ние. Но прикосновение к этой же поверхности кусочком сахара и его растворение повышает поверх­но­ст­ное натяжение и собирает пылинки ней­т­рального вещества к нему. Это повторяют простейшие формы жиз­ни, но с качественно новым отличием.

Электрическая “передача” нейромедиаторов, о которой рас­ска­зано в предыдущем параграфе, позво­ляет живому ор­га­низ­­му отве­тить на дей­ст­­вие одних физико-химических воздействий с помощью других ве­ществ и за­ко­нов, несопоставимых с ними по конкретным особеннос­тям. В истории эволюции жизни всё начинается с того, что ней­ромедиаторов нет ещё среди запомненных отбором веществ, но ос­нов­ное для энерге­тики жизни вещество – АТФ получает их свой­ст­ва.

Изменение внешних условий (химического состава среды, тем­пе­ра­­туры, освещённости и пр.) изменило процессы в организме. Энерге­ти­ка жизни имеет электрическую составляющую. Воз­ник­ла наиболее уни­вер­­сальная реакция организма – электричес­кая. Физико-химические ус­ло­вия выбрали из случайностей её форму в виде нервного импульса. Он распространяется по мем­бранам в организме (специализированным, име­ю­­щим вид волокон-нервов). В конечном итоге он исчезает, потратив энергию на синтез хими­чес­ко­го соединения – нейромедиатора, состав и свой­­ст­ва которого напря­мую не связаны с природой того воздействия, которое вызвало нервный им­пульс. Электрический импульс, не имею­щий химической конкрет­нос­ти и специфичности, “перенёс” нейроме­ди­а­тор и этим разорвал одно­знач­ность, свойственную химии. 

Такой разрыв пря­мых взаимодействий есть введение абстракций. Он позволяет даже самому про­с­тейшему организму в своих реакциях на конкрет­ный фак­тор (хими­чес­кий, све­то­вой и пр.) ввести зависимость от дополни­тель­ных условий. Напри­мер, движение на источник света можно заблокировать, если оно требует перехода в среду, недопу­сти­мую для ор­ганизма по хи­ми­ческому составу. В терминах логики для этого необ­хо­димо выполнить операции ти­па ДА, НЕТ, ИЛИ при взаи­мо­действиях всего единиц сигналов. Пер­вич­ные операции при взаимо­действии нерв­ных ипульсов именно та­ко­вы. Отсюда, начиная от одноклеточных орга­низ­мов, со­вер­шен­ст­во их реакций на изменения в окружающей среде.  

Однако в живых системах, если ими управлять на основе строгой ло­гики, случайности в “элементной базе” для ло­ги­ческих операций (ней­ронах) и случайности деталей внешних воз­действий приводят к неодно­знач­ностям реакций организмов даже тогда, когда это недопустимо для выживания. Поэтому даже небольшое уве­ли­чение числа ней­ронов и их синап­ти­ческих связей создаёт тупики логических возможностей.

Первый из них в том, что при длинных цепочках передачи нерв­ных им­пуль­сов с помощью синаптических связей реализация ло­гики требует слишком больших времён. Вспомните о том, что в современных компью­терах частота логических операций составляет сотни мегагерц и рас­про­ст­ранение сигналов в них происходит со скоростью света. Но даже этого инженерам и потребителям мало. Мозг со своим несовершен­ст­вом – улит­ка в сравнении с космической ракетой. Если бы только логика была основой работы мозга, то время реак­ции организма на из­ме­нение внеш­них усло­вий неизбежно было бы на много порядков величи­ны больше пре­дела, раз­­ре­шён­ного выживанием выживаю­щих.

Приведенное выше сравнение с современными компьютерами ис­к­лючает необходимость дополнительных пояснений того, что  чисто “ло­ги­­ческий” мозг действительно тупик. Но ведь этот элементно несовер­шен­ный мозг (например, в задачах распознавания образов) обгоняет ком­пью­теры! В чём дело? Значит недостатки мозга в производстве логичес­ких операций становятся его примуществом.

Второй тупик – неполнота анализа внешних объектов и процессов даже та­ки­ми органами чувств и мозгом, как у человека. Поясню эту осо­бенность примером.

Ребёнок впервые видит спелую вишню. Его глаза воспринимают отражённые ею электромагнитные волны (свет), которые оп­ре­делены химическим составом вишни и её состоянием. Одна­ко выз­ван­ные ими нервные импульсы не содержат и не могут со­дер­жать в себе пе­ре­чис­ле­ния ве­ществ, витаминов и подобного, имею­щих­ся в виш­не (тем бо­лее, ука­­заний где, как, для чего они потреб­ны орга­низ­му ребёнка). Уча­стие элект­ри­ческого нервного импульса разорвало пря­мые фи­зико-хи­мичес­кие свя­зи (не говоря даже об их сложности и не­од­­но­знач­ности).

Для того, чтобы ребёнок знал, что вишня съедобна и полезна, его не­обходимо научить примером вишни, съеденной у него на глазах. Такое дей­ствие приводит к запоминанию ребёнком связи, не содержащей даже намёков на прямые физико-химические взаимодействия или работу ло­ги­ки. Разговоры в таких случаях об условных или безусловных реф­лек­сах есть перепутывание причин и следствий. 

Вишня для ребёнка становится съедобной тогда, когда произошёл синтез информации – запоминание случайного выбо­ра. Его выражает факт – вишня вкусная, то есть комплекс веществ в ней и их сос­то­яния необходимы организму, приводят к нужному ему вы­де­лению и распре­делению в нём нейромедиаторов, нейро­пеп­тидов, гормонов.

Информация в понимании теории связи есть устранённая неопре­де­лелён­ность в достижении наперёд заданной цели. Такой информацией является перечисление состава вишни, химических реакций с участием этих веществ, адресов и реакций их использования, а также потребности в них для организма ребёнка. Пара томов книг страниц по 500 или даже 1000 не исчерпают всего этого потому, что уровень воз­мож­ностей и зна­ний человека всегда оставит в этих перечислениях про­пу­щенное.

Так что же? Первобытный человек должен был прекратить свою эволюцию и вымереть потому, что не имел возможностей и знаний для создания этих томов книг? А животные вообще не должны были воз­ник­нуть, так как их мозг слабее по возможностям, чем чело­ве­ческий? 

В мире живого синтез информации как физической переменной заменяет эти тома запоминанием единственного факта – вишня вкусная. Это определение означает, что в нервной системе выделились и срабо­тали определённые нейромедиаторы. Они не имеют прямой связи с сос­та­вом вишни. Вишня есть вишня только пото­му, что она “не мышка, не ту­чка”, и пр. (как у С.Я. Маршака в детском, но глубоком по смыслу, сти­хот­во­рении – “По­че­му кошку назвали кош­кой?”). Нервные системы и мозг че­ло­века используют информа­цию как физичес­кую переменную. 

Но “кошка, которую назвали кошкой” – понятие абстрактное. Это слово есть синоним отсутствия “томов” сведений, описывающих объект. Взаимодействие понятий, названных абстракт­ными, может быть описано потенциалами, функ­циями состояния, фи­зи­ческими законами вза­имодей­ст­вий, которые аналогичны таковым для физических объектов при­роды. Обобщение, подразумеваемое как состав­ля­ющая понятия абст­ракт­ного, в первую очередь означает, что с самим абстрактным поня­ти­ем как таковым мозг человека может опе­рировать так же, как природа с реальными объекта­ми. Но при­ро­да “знает” свойства этого объек­та, так как он существует благодаря им, а человек – нет. Ему без­раз­лично как и почему он возник – предыстория забыта для него.

Это парадоксальное свойство мозга человека существует потому, что законы логики в своей первооснове подобны физическим законам. Энергия, информация, их пре­вращения как функций состояния по отно­шению к абстракциям есть пер­во­основа законов логики. Мозг мо­жет по­в­торять законы физических взаимодействий, не повторяя их са­мих, в ус­ловиях, когда в образовании исходных абстрактных понятий обяза­тель­но есть ошибки по отношению к исчерпывающим перечислениям ги­поте­ти­чес­ких идеальных “томов книг” об их свойствах.

С простейших логических операций ДА, НЕТ, ИЛИ для единиц ней­ронов и их прямого выражения на языке физической энергии и ин­фор­мации (как физической переменной) начинается эволюция нервных систем. Завершается она мозгом, который создаёт абстракции и состав­ля­ющие их взаимодействия на основе согласованных состояний тысяч и миллионов нейронов. Эти состояния взаимодействуют по тем же самым зако­нам логики ДА, НЕТ, ИЛИ. Они ограничены законами превращения энергии и информации, но теперь как абст­рактных математических переменных. Они освобожде­ны от прямых связей с пре­в­ращениями энер­­­гии и информации в элементах, осущест­в­ля­­ющих эти операции.

В результате  при переходе от единиц нейронов к их сотням учас­тие логики в работе нервных систем снижается. На первый план в их ра­боте выходит синтез информации как запоминание случайного вы­бо­ра. Расширение его возможностей есть первая ступень естественного от­бо­ра. Когда в этом процессе нервные системы по объёму и сложности дос­ти­га­ют уровня мозга, опять на первый план выходит логика. Но те­перь это взаимодействия понятий, материализованных состояниями мно­гих ты­сяч и более нейронов. В таком виде логические операции появляются на поздних стадиях эволюции нервных систем как составляющая по­нятия о разуме, в част­но­с­ти, человека. Логика как операции с абстрак­циями не только филоге­не­ти­чески наиболее развита у человека, но и в онтогенезе у него появляет­ся поздно.

Однако следует подчеркнуть, что абстракция начинается от одно­­кле­точных организмов. Она есть первичная основа элементарных актов взаимодействий с окружением всех форм жизни (что будет рас­смот­рено в главах VIII и IX). Абстракция за­ло­же­на в основу работы нерв­ных систем и мозга электрической формой взаимодействий, раз­ры­ва­­ющей одно­знач­ность физико-химических связей неживой природы.