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

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.

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