Ник Лейн - Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции

• Название: Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции
• Автор: Ник Лейн
• Издательство: Act, corpus
• Жанр: Научпоп
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-079731-8

Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.

---

Боль не единственное подобное ощущение. Голод, жажда, страх, половое влечение - все это примеры того, что Дерек Дентон называет “изначальными эмоциями”, которые он характеризует как неотступные ощущения, способные полностью подчинять себе поток сознания, заставляя нас совершать определенные действия. Очевидно, все эти ощущения представляют собой приспособления для выживания или размножения: они требуют от организма действий, которые помогают ему выжить или размножиться. Быть может, только люди могут сознательно заниматься сексом ради продолжения рода, но даже церковь, как ни старалась, не добилась особых успехов, пытаясь отвадить людей от секса ради удовольствия. Животные, как и большинство людей, спариваются, чтобы испытать оргазм, а не чтобы произвести потомство. Итак, все перечисленные изначальные эмоции представляют собой именно чувства, и все они выполняют определенные биологические функции, даже если мы не всегда готовы это оценить. Особенно неприятное чувство - боль. Но если бы нам не было плохо, когда мы испытываем боль, мы то и дело получали бы ужасные травмы. Если бы боль не была неприятна, она была бы бесполезна. Похожим образом обстоят дела и с половым влечением. Никто не стал бы спариваться ради спаривания: мы, то есть все животные, спариваемся ради вызываемых спариванием приятных ощущений. Или возьмем жажду: тому, кто рискует умереть в пустыне от обезвоживания, недостаточно просто отметить сам факт нехватки воды в организме. Только неконтролируемые эмоции, овладевающие сознанием, помогают выжить, заставляя добраться до оазиса, выжав из своей выносливости все до последней капли.

Идея, что такие изначальные эмоции возникли путем естественного отбора, довольно проста, но из нее вытекают важные следствия, на которые впервые обратил внимание основатель современной психологии - гениальный американский ученый Уильям Джемс, работавший в конце викторианской эпохи. Джемс доказывал, что чувства, а значит, и само сознание, полезны в биологическом отношении. А это, в свою очередь, означает, что сознание не представляет собой какое-то побочное явление, сопровождающее организм, как тень, но не имеющее само по себе никакого физического эффекта. Напротив, любое чувство может иметь вполне конкретный физический эффект. Но если чувства могут иметь физический эффект, значит, в каком-то смысле они должны обладать физической природой. Отсюда Джемс заключил, что, несмотря на кажущуюся нематериальность, чувства представляют собой материальные явления и развились путем естественного отбора. Но что же они собой представляют? Никто не размышлял над этим больше Джемса, и все же вывод, к которому он пришел, был неожиданным и довольно странным: материя должна обладать некими неизвестными свойствами, и вся Вселенная должна быть пропитана своего рода “духовной пылью”. Хотя Джемса справедливо почитают за образец многие современные специалисты по нейронауке, принятая им концепция, представлявшая одну из разновидностей панпсихизма (сознание присутствует повсюду и составляет часть всего), находила мало последователей. По крайней мере, до недавнего времени.

Чтобы получить представление о том, насколько это сложная проблема, давайте рассмотрим несколько чудес техники, таких как телевизор, факс или телефон. Не обязательно знать, как именно они работают, чтобы понять, что их работа не нарушает законов физики. Результат, получаемый на выходе, каким-то образом закодирован с помощью электрических сигналов, но так или иначе имеет физическую природу, будь то узор из светящихся пятен на экране телевизора, звуковые волны в динамике телефонной трубки либо радиоприемника или выдаваемая факсом распечатка. Везде электронный код дает на выходе материальные изменения в той или иной известной физической среде. Но как обстоят дела с чувствами? Здесь нервы передают закодированные сигналы, по сути, так же, как это происходит в телевизоре, и нервные импульсы строго определяют, с помощью некоего кода, что должно получиться на выходе. И что же это? Вспомним известные свойства материи - ни одно из них не подходит. Не похоже на то, чтобы чувства представляли собой электромагнитное излучение, или звуковые волны, или какие-либо известные физике структуры атомов. Это не кварки, не электроны. Что же это вообще такое? Многомерные струны? Квантовые гравитоны? Темная материя?8

Именно в этом и состоит проблема, которую Чалмерс объявил трудной. Как когда-то Джемс, Чалмерс доказывал, что решить эту проблему позволит только открытие неизвестных пока фундаментальных свойств материи. Аргументация проста. Чувства имеют физическую природу, однако в известных законах физики, которые, как считается, позволяют описывать все явления природы, для чувств места не находится. Естественный отбор, при всей его чудодейственной силе, не может создать нечто из ничего: чтобы ему было с чем работать, необходим хоть какой-то зачаток, если угодно - зародыш чувства, на основе которого эволюция могла бы создать сознание во всем его великолепии. Шотландский специалист по физической химии Грэм Кернс-Смит называет это “бомбой в подвале” современной физики. Он утверждает, что если чувства не соответствуют никаким известным свойствам материи, это заставляет нас предположить, что сама материя обладает какими-то дополнительными свойствами, “субъективными особенностями”, которые отбор может организовать так, что в итоге они смогут порождать все наши чувства. А значит, в каком-то смысле материя, наряду с внешними свойствами, доступными для физических измерений, обладает сознанием, как неким “внутренним” свойством. Панпсихизм вновь в фаворе.

Этот вывод кажется нелепым. Но разве не самонадеянно думать, будто мы уже знаем о материи все? Конечно нет. Мы даже не понимаем квантовую механику. Теория струн замечательна тем, что позволяет вывести свойства материи из колебаний невообразимо малых струн в одиннадцати столь же невообразимых измерениях, но у нас нет возможности установить экспериментально, есть ли в этой теории хоть крупица истины. Именно поэтому я отмечал в начале этой главы, что позицию Иоанна Павла II вполне можно обосновать. Наших познаний о природе материи недостаточно, чтобы выяснить, как нейроны преобразуют грубые материальные процессы в субъективные чувства. Если электрон может быть одновременно частицей и волной, то почему дух и материя не могут быть двумя аспектами одного и того же?

Кернс- Смит более известен своими работами, посвященными происхождению жизни, но с тех пор, как он ушел на пенсию, он решил приложить незаурядную силу своего интеллекта к проблеме сознания. Его книги об этом предмете глубоки и занимательны, и в них он, вслед за такими мыслителями, как Роджер Пенроуз и Стюарт Хамерофф, исследует возможную роль в психике квантовых процессов. Чувства, по его мнению, представляют собой когерентные колебания белков. Они когерентны в том же смысле, в каком когерентен лазерный луч: колебания (фононы) сливаются в них в единое квантовое состояние, образуя макроквантовое состояние, охватывающее значительную часть мозга. Кернс-Смит использует здесь метафору оркестра, в котором колебания отдельных инструментов сливаются, образуя необычайные гармонии. Чувства -это тоже музыка, и пока она длится, мы сами - музыка. Это красивая концепция. Предположение, что с квантовыми эффектами может работать естественный отбор, выглядит вполне обоснованным. Известно по меньшей мере два случая, когда слепые силы отбора вполне могли взять на вооружение квантовые механизмы: передача энергии света хлорофиллу при фотосинтезе и передача электронов кислороду при клеточном дыхании.

И все- таки в случае с сознанием эта версия не кажется мне убедительной. Даже если квантовое сознание возможно, с ним связаны несколько проблем, которые вместе представляются мне непреодолимыми.

Первая и самая важная проблема связана с материально-техническим обеспечением предполагаемого процесса. Как, например, квантовые вибрации преодолевают синапсы? Пенроуз и сам признает, что макроквантовое состояние, ограниченное внутренней средой одного нейрона, ничего не решает, а на квантовом уровне синапс - это целый океан. Чтобы мог заиграть квантовый оркестр, требуется набор повторяющихся белков, расположенных так плотно, что все они могут колебаться в унисон, пока фононы не угаснут. Ответы на подобные вопросы можно искать экспериментальным путем, но до сих пор не получено ни одного свидетельства того, что у нас в мозге существуют когерентные макроквантовые состояния. Совсем наоборот: наш мозг представляет собой горячую, влажную, бурлящую систему - едва ли не наихудшую среду для возникновения макроквантовых состояний.

Но предположим, что квантовые колебания действительно существуют и в их основе действительно лежат наборы повторяющихся белков. Что тогда должно происходить с сознанием при разрушении этих наборов в ходе развития нейродегенеративного заболевания? Пенроуз и Хамерофф считают, что в основе сознания могут лежать микротрубочки, расположенные внутри нейронов. Но при болезни Альцгеймера они дегенерируют, образуя спутанные клубки - классический симптом этой болезни, и уже на ранних этапах ее развития в нейронах можно найти тысячи таких клубков (в основном в участках мозга, ответственных за запоминание), однако же сознание больного не претерпевает никаких изменений вплоть до поздних этапов развития заболевания. Короче говоря, никакой корреляции не наблюдается. Примерно то же относится и к другим предполагаемым квантовым структурам, которые могли бы лежать в основе сознания. Например, миелиновые оболочки, покрывающие отростки нейронов, которые образуют белое вещество мозга, разрушаются при рассеянном склерозе, и их разрушение тоже не оказывает никакого или почти никакого воздействия на сознание. Единственный известный пример, который, по крайней мере, не противоречит квантовому объяснению сознания, касается поведения одной из разновидностей опорных клеток - так называемых астроцитов - после инсульта. В ходе одного исследования были проанализированы симптомы нескольких пациентов, которые не осознавали свое восстановление после инсульта. Между результатами, демонстрируемыми пациентами, и их собственным восприятием этих результатов наблюдалась странная разница, которую можно было объяснить (в том числе) нарушением квантовой когерентности в сети астроцитов (если астроциты вообще образуют подобную сеть, что в настоящее время представляется сомнительным).