Философский факультет
Университет Аризоны
Тусон, Аризона 85721
[Scientific American, Декабрь 1995, стр. 62-68. N.B. Как всегда в Scientific American, это было сильно отредактировано. Для более тщательной обработки этого материала см. Мой "Лицом к лицу с проблемой сознания".]
Сознательный опыт - это одновременно и самая знакомая вещь в мире, и самая загадочная. Нет ничего, о чем мы знаем более непосредственно, чем о сознании, но чрезвычайно трудно согласовать это со всем остальным, что мы знаем. Почему он существует? Что он делает? Как это могло возникнуть из-за нервных процессов в мозге? Эти вопросы являются одними из самых интригующих во всей науке.
С объективной точки зрения мозг относительно понятен. Когда вы смотрите на эту страницу, происходит процесс обработки: фотоны попадают на сетчатку, электрические сигналы передаются по зрительному нерву и между различными областями вашего мозга, и в конечном итоге вы можете ответить улыбкой, озадаченным взглядом или замечанием. Но есть и субъективный аспект. Когда вы смотрите на страницу, вы осознаете это, непосредственно воспринимая образы и слова как часть вашей личной, ментальной жизни. У вас есть яркие впечатления от цветных цветов и яркого неба. В то же время вы можете испытывайте некоторые эмоции и формируйте некоторые мысли. Вместе такие переживания составляют сознание: субъективную, внутреннюю жизнь ума.
В течение многих лет исследователи, изучающие мозг и разум, избегали сознания. Преобладающим мнением было то, что наука, которая зависит от объективности, не может вместить нечто столь субъективное, как сознание. Бихевиористское движение в психологии, доминировавшее ранее в этом столетии, сосредоточилось на внешнем поведении и запретило любые разговоры о внутренних психических процессах. Позже, рост когнитивной науки сосредоточил внимание на процессах внутри головы. Тем не менее, сознание оставалось недоступным, пригодным только для ночных дискуссий за выпивкой.
Однако за последние несколько лет все большее число нейробиологов, психологов и философов отвергают идею о том, что сознание невозможно изучить, и пытаются проникнуть в его тайны. Как и следовало ожидать от столь новой области, существует путаница разнообразных и противоречивых теорий, часто использующих базовые концепции несовместимыми способами. Чтобы помочь распутать этот клубок, жизненно важны философские рассуждения.
Множество взглядов в этой области варьируются от редукционистских теорий, согласно которым сознание можно объяснить стандартными методами нейробиологии и психологии, до позиции так называемых мистерианцев, которые говорят, что мы вообще никогда не поймем сознание. Я считаю, что при тщательном анализе можно увидеть, что обе эти точки зрения ошибочны и что истина лежит где-то посередине. Против редукционизма я буду утверждать, что инструменты нейробиологии не могут предоставить полный отчет о сознательном опыте, хотя они могут многое предложить. Против мистериализма я буду считайте, что сознание может быть объяснено теорией нового типа. Полные детали такой теории все еще недоступны, но тщательные рассуждения и некоторые обоснованные выводы могут раскрыть ее общую природу. Например, это, вероятно, будет связано с новыми фундаментальными законами, и концепция информации может играть центральную роль. Эти слабые проблески предполагают, что теория сознания может иметь поразительные последствия для нашего взгляда на Вселенную и на самих себя.
Трудная проблема
Исследователи используют слово "сознание" по-разному. Чтобы прояснить проблемы, мы сначала должны разделить проблемы, которые часто объединяются под названием. Для этой цели я считаю полезным проводить различие между "легкими проблемами" и "трудной проблемой" сознания. Простые задачи ни в коем случае не являются тривиальными - на самом деле они такие же сложные, как и большинство задач в психологии и биологии, - но главная загадка заключается в трудной задаче.
К простым проблемам сознания относятся следующие: как человек может различать сенсорные стимулы и реагировать на них соответствующим образом? Как мозг объединяет информацию из множества различных источников и использует эту информацию для управления поведением? Как получается, что субъекты могут вербализовать свои внутренние состояния? Хотя все эти вопросы связаны с сознанием, все они касаются объективных механизмов когнитивной системы. Следовательно, у нас есть все основания ожидать, что продолжение работы в области когнитивной психологии и нейробиологии даст на них ответ.
Трудной проблемой, напротив, является вопрос о том, как физические процессы в мозге порождают субъективный опыт. Эта загадка включает в себя внутренний аспект мышления и восприятия: то, как вещи воспринимаются субъектом. Например, когда мы видим, мы испытываем визуальные ощущения, такие как ярко-синий цвет. Или подумайте о невыразимом звуке далекого гобоя, агонии сильной боли, искре счастья или медитативном качестве момента, затерянного в мыслях. Все это часть того, что я называю сознанием. Именно эти явления представляют собой настоящую тайну разума.
Чтобы проиллюстрировать различие, рассмотрим мысленный эксперимент, разработанный австралийским философом Фрэнком Джексоном. Предположим, что Мэри, нейробиолог из 23-го века, является ведущим мировым экспертом по мозговым процессам, ответственным за цветовое зрение. Но Мэри всю свою жизнь прожила в черно-белой комнате и никогда не видела никаких других цветов. Она знает все, что нужно знать о физических процессах в мозге - его биологии, структуре и функциях. Это понимание позволяет ей понять все, что нужно знать о простых задачах: как мозг различает стимулы, объединяет информацию и создает устные отчеты. Благодаря своим знаниям о цветовом зрении она знает, как названия цветов соответствуют длинам волн в световом спектре. Но есть еще кое-что важное в цветовом зрении, чего Мэри не знает: каково это - ощущать такой цвет, как красный. Из этого следует, что существуют факты о сознательном опыте, которые нельзя вывести из физических фактов о функционировании мозга.
Действительно, никто не знает, почему эти физические процессы вообще сопровождаются сознательным опытом. Почему, когда наш мозг обрабатывает свет определенной длины волны, у нас возникает ощущение deep purple? Почему у нас вообще есть какой-либо опыт? Разве не мог бессознательный автомат выполнять те же задачи так же хорошо? Мы хотели бы, чтобы на эти вопросы ответила теория сознания.
Я не отрицаю, что сознание возникает из мозга. Мы знаем, например, что субъективное восприятие зрения тесно связано с процессами в зрительной коре. Однако сама связь вызывает недоумение. Примечательно, что субъективный опыт, по-видимому, возникает из физического процесса. Но мы понятия не имеем, как и почему это происходит.
Достаточно ли нейробиологии?
Учитывая шквал недавних работ по сознанию в нейробиологии и психологии, можно подумать, что эта тайна начинает проясняться. При ближайшем рассмотрении, однако, оказывается, что почти все текущие работы касаются только простых проблем сознания. Уверенность редукционистского взгляда проистекает из прогресса в решении простых задач, но ничто из этого не имеет никакого значения, когда речь идет о сложной проблеме.
Рассмотрим гипотезу, выдвинутую нейробиологами Фрэнсисом Криком из Института биологических исследований Солка в Сан-Диего и Кристофом Кохом из Калифорнийского технологического института. Они предполагают, что сознание может возникать в результате определенных колебаний в коре головного мозга, которые синхронизируются, когда нейроны срабатывают 40 раз в секунду. Крик и Кох полагают, что это явление может объяснить, как различные атрибуты одного воспринимаемого объекта (например, его цвет и форма), которые обрабатываются в разных частях мозга, объединяются в единое целое. В этой теории две части информации становятся связанными друг с другом именно тогда, когда они представлены синхронизированными нейронными импульсами.
Гипотеза, по-видимому, может прояснить одну из простых проблем о том, как информация интегрируется в мозге. Но почему синхронизированные колебания должны вызывать визуальный опыт, независимо от того, насколько происходит интеграция? Этот вопрос связан с трудной проблемой, о которой теория ничего не может предложить. Действительно, Крик и Кох не согласны с тем, может ли эта сложная проблема быть решена наукой вообще.
Такого же рода критику можно было бы применить почти ко всем недавним работам по сознанию. В своей книге 1991 года "Объяснение сознания" философ Дэниел К. Деннет изложил сложную теорию о том, как многочисленные независимые процессы в мозге объединяются, чтобы вызвать согласованную реакцию на воспринимаемое событие. Теория может многое сделать, чтобы объяснить, как мы создаем словесные отчеты о наших внутренних состояниях, но она очень мало говорит нам о том, почему за этими отчетами должен стоять субъективный опыт. Как и другие редукционистские теории, теория Деннетта - это теория легких проблем.
Критическая общая черта среди этих простых задач заключается в том, что все они касаются того, как выполняется когнитивная или поведенческая функция. Все это, в конечном счете, вопросы о том, как мозг выполняет ту или иную задачу - как он различает стимулы, интегрирует информацию, создает отчеты и так далее. Как только нейробиология определяет соответствующие нейронные механизмы, показывая, как выполняются функции, простые проблемы решаются. Сложная проблема сознания, напротив, выходит за рамки проблем, связанных с тем, как выполняются функции. Даже если бы каждая поведенческая и когнитивная функция, связанная с сознанием, была объяснена, все равно осталась бы еще одна загадка: почему выполнение этих функций сопровождается сознательным опытом? Именно эта дополнительная головоломка делает трудную проблему трудной.
Пробел в объяснениях
Некоторые предполагают, что для решения трудной проблемы нам нужно использовать новые инструменты физического объяснения: скажем, нелинейную динамику, или новые открытия в нейробиологии, или квантовую механику. Но эти идеи сталкиваются с точно такими же трудностями. Рассмотрим предложение Стюарта Р. Хамероффа из Университета Аризоны и Роджера Пенроуза из Оксфордского университета. Они считают, что сознание возникает в результате квантово-физических процессов, происходящих в микротрубочках, которые представляют собой белковые структуры внутри нейронов. Возможно (если не вероятно), что такая гипотеза приведет к объяснению того, как мозг принимает решения или даже как он доказывает математические теоремы, как предполагают Хамерофф и Пенроуз. Но даже если это так, теория умалчивает о том, как эти процессы могут привести к сознательному опыту. Действительно, та же проблема возникает с любой теорией сознания, основанной только на физической обработке.
Проблема в том, что физические теории лучше всего подходят для объяснения того, почему системы имеют определенную физическую структуру и как они выполняют различные функции. Большинство проблем в науке имеют такую форму; например, чтобы объяснить жизнь, нам нужно описать, как физическая система может воспроизводиться, адаптироваться и метаболизироваться. Но сознание - это проблема совершенно другого рода, поскольку она выходит за рамки объяснения структуры и функции.
Конечно, нейробиология не имеет никакого отношения к изучению сознания. Во-первых, это может раскрыть природу нейронного коррелята сознания - мозговых процессов, наиболее непосредственно связанных с сознательным опытом. Это может даже дать подробное соответствие между конкретными процессами в мозге и связанными с ними компонентами опыта. Но пока мы не узнаем, почему эти процессы вообще приводят к сознательному опыту, мы не преодолеем то, что философ Джозеф Левин назвал объяснительным разрывом между физическими процессами и сознанием. Для совершения этого скачка потребуется теория нового типа.
Истинная теория всего
В поисках альтернативы ключевым наблюдением является то, что не все объекты в науке объясняются в терминах более базовых объектов. В физике, например, пространство-время, масса и заряд (среди прочего) рассматриваются как фундаментальные характеристики мира, поскольку они не сводимы ни к чему более простому. Несмотря на эту несводимость, подробные и полезные теории связывают эти сущности друг с другом с точки зрения фундаментальных законов. Вместе эти особенности и законы объясняют большое разнообразие сложных и тонких явлений.
Широко распространено мнение, что физика предоставляет полный каталог фундаментальных свойств и законов Вселенной. Как выразился физик Стивен Вайнберг в своей книге 1992 года "Мечты об окончательной теории", целью физики является "теория всего", из которой можно извлечь все, что нужно знать о Вселенной. Но Вайнберг признает, что существует проблема с сознанием. Несмотря на силу физической теории, существование сознания, по-видимому, не выводится из физических законов. Он защищает физику, утверждая, что она может в конечном итоге объяснить то, что он называет объективными коррелятами сознания (то есть нейронными коррелятами), но, конечно, сделать это не значит объяснить само сознание. Если существование сознания не может быть выведено из физических законов, теория физики не является истинной теорией всего.Таким образом, окончательная теория должна содержать дополнительный фундаментальный компонент.
С этой целью я предлагаю считать сознательный опыт фундаментальной характеристикой, несводимой к чему-либо более основному. Поначалу идея может показаться странной, но, похоже, ее требует последовательность. В 19 веке оказалось, что электромагнитные явления невозможно объяснить с точки зрения ранее известных принципов. Как следствие, ученые ввели электромагнитный заряд как новую фундаментальную сущность и изучили связанные с этим фундаментальные законы. Аналогичные рассуждения должны применяться и к сознанию. Если существующие фундаментальные теории не могут охватить это, тогда требуется что-то новое.
Там, где есть фундаментальное свойство, есть и фундаментальные законы. В этом случае законы должны соотносить опыт с элементами физической теории. Эти законы почти наверняка не будут мешать законам физического мира; похоже, что последние сами по себе образуют замкнутую систему. Скорее законы будут служить мостом, указывая, как опыт зависит от лежащих в основе физических процессов. Именно этот мост позволит преодолеть пробел в объяснениях.
Таким образом, полная теория будет иметь два компонента: физические законы, рассказывающие нам о поведении физических систем от бесконечно малых до космологических, и то, что мы могли бы назвать психофизическими законами, рассказывающими нам, как некоторые из этих систем связаны с сознательным опытом. Эти два компонента составят истинную теорию всего.
В поисках теории
Предположим на мгновение, что они существуют, как мы могли бы раскрыть такие психофизические законы? Самым большим препятствием в этом стремлении будет недостаток данных. Как я уже описал, сознание субъективно, поэтому нет прямого способа отслеживать его у других. Но эта трудность является препятствием, а не тупиком. Для начала, у каждого из нас есть доступ к нашему собственному опыту, богатой сокровищнице, которую можно использовать для формулирования теорий. Мы также можем правдоподобно полагаться на косвенную информацию, такую как описания испытуемых их опыта. Философские аргументы и мысленные эксперименты также играют свою роль. Такие методы имеют ограничения, но они дают нам более чем достаточно для начала.
Эти теории нельзя будет окончательно проверить, поэтому они неизбежно будут более умозрительными, чем теории более традиционных научных дисциплин. Тем не менее, нет причин, по которым они не должны быть строго ограничены в точном изложении наших собственных впечатлений от первого лица, а также свидетельств из отчетов испытуемых. Если мы найдем теорию, которая соответствует данным лучше, чем любая другая теория равной простоты, у нас будут веские основания принять ее. Прямо сейчас у нас нет даже единой теории, которая соответствовала бы данным, поэтому опасения по поводу проверяемости преждевременны.
Мы могли бы начать с поиска связующих законов высокого уровня, соединяющих физические процессы с опытом на повседневном уровне. Основные контуры такого закона можно почерпнуть из наблюдения, что, когда мы осознаем что-то, мы обычно способны действовать в соответствии с этим и говорить об этом - что является объективными, физическими функциями. И наоборот, когда какая-то информация доступна непосредственно для действий и речи, она, как правило, осознанна. Таким образом, сознание хорошо коррелирует с тем, что мы могли бы назвать "осознанием": процессом, посредством которого информация в мозге становится глобально доступной для двигательных процессов, таких как речь и телесные действия.
Это понятие может показаться тривиальным. Но, как определено здесь, осознание является объективным и физическим, тогда как сознание - нет. Необходимы некоторые уточнения в определении осознания, чтобы распространить это понятие на животных и младенцев, которые не могут говорить. Но, по крайней мере, в знакомых случаях можно увидеть грубые очертания психофизического закона: где есть осознание, там есть и сознание, и наоборот.
Чтобы продвинуться в этом направлении рассуждений на шаг дальше, рассмотрим структуру, присутствующую в сознательном опыте. Например, восприятие поля зрения представляет собой постоянно меняющуюся мозаику цветов, форм и узоров и, как таковое, имеет детальную геометрическую структуру. Тот факт, что мы можем описать эту структуру, обратиться ко многим ее компонентам и выполнить другие действия, которые зависят от нее, предполагает, что структура напрямую соответствует структуре информации, доступной в мозге через нейронные процессы осознания.
Точно так же наше восприятие цвета имеет внутреннюю трехмерную структуру, которая отражается в структуре информационных процессов в зрительной коре головного мозга. Эта структура иллюстрируется цветными кругами и диаграммами, используемыми художниками. Цвета расположены в систематическом порядке: от красного к зеленому на одной оси, от синего к желтому на другой и от черного к белому на третьей. Цвета, которые близки друг к другу на цветовом круге, воспринимаются как похожие. Весьма вероятно, что они также соответствуют аналогичным перцептивным представлениям в мозге, как часть системы сложного трехмерного кодирования среди нейронов, которая еще не полностью понята. Мы можем переформулировать лежащую в основе концепцию как принцип структурной согласованности: структура сознательного опыта отражается структурой информации в осознании, и наоборот.
Другим кандидатом на психофизический закон является принцип организационной инвариантности. Она гласит, что физические системы с одинаковой абстрактной организацией будут порождать один и тот же вид сознательного опыта, независимо от того, из чего они сделаны. Например, если точные взаимодействия между нашими нейронами можно было бы воспроизвести с помощью кремниевых чипов, возникло бы то же самое сознательное переживание. Идея несколько спорная, но я считаю, что она убедительно подтверждается мысленными экспериментами, описывающими постепенную замену нейронов кремниевыми чипами. Замечательный вывод заключается в том, что сознание может когда-нибудь быть достигнуто в машинах.
Информация: физическая и эмпирическая
Конечная цель теории сознания - это простой и элегантный набор фундаментальных законов, аналогичных фундаментальным законам физики. Однако принципы, описанные выше, вряд ли являются фундаментальными. Скорее, они кажутся психофизическими законами высокого уровня, аналогичными макроскопическим принципам в физике, таким как принципы термодинамики или кинематики. Каковы могут быть основополагающие фундаментальные законы? Никто не знает, но я не против порассуждать.
Я предполагаю, что первичные психофизические законы могут в центре внимания включать концепцию информации. Абстрактное понятие информации, выдвинутое в 1940-х годах Клодом Э. Шенноном из Массачусетского технологического института, представляет собой набор отдельных состояний с базовой структурой сходств и различий между ними. Мы можем думать о 10-битном двоичном коде, например, как об информационном состоянии. Такие информационные состояния могут быть воплощены в физическом мире. Это происходит всякий раз, когда они соответствуют физическим состояниям (скажем, напряжениям), различия между которыми могут передаваться по некоторому пути, например, по телефонной линии.
Мы также можем найти информацию, воплощенную в сознательном опыте. Например, рисунок цветовых пятен в поле зрения можно рассматривать как аналогичный рисунку пикселей, покрывающих экран дисплея. Интересно, что оказывается, что мы находим одни и те же информационные состояния, встроенные в сознательный опыт и в основные физические процессы в мозге. Например, трехмерное кодирование цветовых пространств предполагает, что информационное состояние в цветовом восприятии напрямую соответствует информационному состоянию в мозге. Мы могли бы даже рассматривать эти два состояния как отдельные аспекты единого информационного состояния, которое одновременно воплощается как в физической обработке, так и в сознательном опыте.
Возникает естественная гипотеза. Возможно, информация или, по крайней мере, некоторая информация имеет два основных аспекта: физический и эмпирический. Эта гипотеза имеет статус фундаментального принципа, который может лежать в основе взаимосвязи между физическими процессами и опытом. Где бы мы ни находили сознательный опыт, он существует как один аспект информационного состояния, другой аспект которого встроен в физический процесс в мозге. Это предложение нуждается в конкретизации, чтобы создать удовлетворяющую теорию. Но это хорошо согласуется с принципами, упомянутыми ранее - например, системы с одинаковой организацией будут содержать одинаковую информацию - и это может объяснить многие особенности нашего сознательного опыта.
Эта идея, по крайней мере, совместима с несколькими другими, такими как предположение физика Джона А. Уилера о том, что информация является фундаментальной для физики Вселенной. Законы физики в конечном счете могут быть выражены в информационных терминах, и в этом случае мы получили бы удовлетворительное соответствие между конструкциями как в физических, так и в психофизических законах. Возможно даже, что теория физики и теория сознания в конечном итоге могут быть объединены в единую более грандиозную теорию информации.
Потенциальная проблема связана с повсеместным распространением информации. Например, даже термостат содержит некоторую информацию, но сознателен ли он? Есть по крайней мере два возможных ответа. Во-первых, мы могли бы ограничить фундаментальные законы так, чтобы только некоторая информация имела эмпирический аспект, возможно, в зависимости от того, как она физически обрабатывается. Во-вторых, мы могли бы стиснуть зубы и допустить, что вся информация имеет эмпирический аспект - там, где происходит сложная обработка информации, возникает сложный опыт, а там, где происходит простая обработка информации, возникает простой опыт. Если это так, то даже у термостата могут быть переживания, хотя они были бы намного проще, чем даже базовое восприятие цвета, и, конечно, не было бы сопутствующих эмоций или мыслей. На первый взгляд это кажется странным, но если опыт действительно фундаментален, мы могли бы ожидать, что он будет широко распространен. В любом случае, выбор между этими альтернативами должен зависеть от того, какая из них может быть интегрирована в самую мощную теорию.
Конечно, все такие идеи могут быть ошибочными. С другой стороны, они могут развиться в более мощное предложение, которое предсказывает точную структуру нашего сознательного опыта на основе физических процессов в нашем мозге. Если этот проект увенчается успехом, у нас будут веские основания принять теорию. Если это не удастся, будут использоваться другие пути, и могут быть разработаны альтернативные фундаментальные теории. Таким образом, мы можем однажды разрешить величайшую тайну разума.
Танцующие Квалиа в синтетическом мозге [Вставка]
Может ли сознание возникнуть в сложной синтетической системе - это вопрос, который многие люди находят по своей сути увлекательным. Хотя могут пройти десятилетия или даже столетия, прежде чем такая система будет построена, простой мысленный эксперимент дает убедительные доказательства того, что искусственный мозг, если он организован надлежащим образом, действительно будет иметь точно такой же сознательный опыт, как у человека.
Рассмотрим систему на основе кремния, в которой чипы организованы и функционируют так же, как нейроны в вашем мозге. То есть каждый чип в кремниевой системе делает в точности то, что делает его естественный аналог, и точно так же связан с окружающими элементами. Таким образом, поведение, демонстрируемое искусственной системой, будет точно таким же, как у вас. Ключевой вопрос заключается в следующем: будет ли он таким же сознательным, как и вы?
Давайте предположим, в целях аргументации, что это было бы не так. (Здесь мы используем метод рассуждения, известный как доведение до абсурда, в котором предполагается противоположная гипотеза, а затем показано, что она приводит к несостоятельному выводу.) То есть у него либо разные переживания - скажем, переживание синего цвета, когда вы видите красный, - либо никакого переживания вообще. Мы рассмотрим первый случай; рассуждения в обоих случаях протекают одинаково.
Поскольку чипы и нейроны выполняют одну и ту же функцию, они взаимозаменяемы при надлежащем взаимодействии. Следовательно, чипы могут заменять нейроны, создавая непрерывный ряд случаев, в которых все большая доля нейронов заменяется чипами. В этом континууме сознательный опыт системы также изменится. Например, мы могли бы заменить все нейроны в вашей зрительной коре на идентично организованную версию из кремния. Полученный мозг с искусственной зрительной корой будет иметь сознательный опыт, отличный от первоначального: там, где вы раньше видели красный, теперь вы можете видеть фиолетовый (или, возможно, блекло-розовый, в случае, когда полностью силиконовая система вообще не имеет опыта).
Затем обе зрительные зоны коры подключаются к вашему мозгу с помощью двухпозиционного переключателя. При переключении в одном режиме вы используете естественную зрительную кору; в другом активируется искусственная кора. Когда переключатель щелкает, ваше восприятие меняется с красного на фиолетовый или наоборот. Когда переключатель нажимается несколько раз, ваши переживания "танцуют" между двумя различными состояниями сознания (красным и фиолетовым), известными как квалиа.
Однако, поскольку организация вашего мозга не изменилась, при переключении не может произойти никаких изменений в поведении. Поэтому, когда вас спросят о том, что вы видите, вы скажете, что ничего не изменилось. Вы будете считать, что видите красный цвет и не видели ничего, кроме красного, хотя два цвета танцуют перед вашими глазами. Этот вывод настолько необоснован, что его лучше всего воспринимать как доведение до абсурда первоначального предположения о том, что искусственная система с идентичной организацией и функционированием имеет сознательный опыт, отличный от нейронного мозга. Опровержение предположения устанавливает обратное: системы с одинаковой организацией имеют одинаковый сознательный опыт. -Ди Джей Си
Почему нейробиология может объяснить сознание [Вставка]
Фрэнсис Крик и Кристоф Кох
Мы считаем, что на данный момент наилучшим подходом к проблеме объяснения сознания является концентрация на поиске так называемых нейронных коррелятов сознания - процессов в мозге, которые наиболее непосредственно отвечают за сознание. Определив местонахождение нейронов в коре головного мозга, которые лучше всего коррелируют с сознанием, и выяснив, как они связаны с нейронами в других частях мозга, мы можем получить ключ к пониманию того, что Дэвид Дж. Чалмерс называет трудной проблемой: полный учет того, каким образом субъективный опыт возникает в результате этих мозговых процессов.
Мы благодарим Чалмерса за смелое признание и сосредоточение внимания на трудной проблеме на этой ранней стадии, хотя мы не испытываем такого энтузиазма по поводу некоторых его мысленных экспериментов. Как мы видим, трудную проблему можно разбить на несколько вопросов: Почему мы вообще что-то переживаем? Что приводит к определенному сознательному опыту (например, к синеве синего)? Почему некоторые аспекты субъективного опыта невозможно передать другим людям (другими словами, почему они являются частными)? Мы считаем, что у нас есть ответ на последнюю проблему и предположение о первых двух, вращающихся вокруг явления, известного как явное нейронное представление.
Что означает "явный" в этом контексте? Возможно, лучший способ определить это - привести пример. Скажем, в ответ на изображение лица ганглиозные клетки запускаются по всей сетчатке, подобно пикселям на телевизионном экране, создавая неявное представление лица. В то же время они также могут реагировать на множество других особенностей изображения, таких как тени, линии, неравномерное освещение и так далее. Напротив, некоторые нейроны, стоящие высоко в иерархии зрительной коры, реагируют главным образом на лицо или даже на лицо, рассматриваемое под определенным углом. Такие нейроны помогают мозгу четко представлять лицо. Их потеря в результате инсульта или какой-либо другой травмы приводит к прозопагнозии, неспособности человека сознательно узнавать знакомые лица, даже свои собственные, хотя человек все еще может идентифицировать лицо как лицо. Аналогичным образом, повреждение других частей зрительной коры может привести к тому, что кто-то потеряет способность воспринимать цвет, продолжая видеть в оттенках черного и белого, даже если в цветовых рецепторах глаза нет дефекта.
На каждом этапе визуальная информация перекодируется, как правило, полуиерархическим образом. Ганглиозные клетки сетчатки реагируют на участки света. Нейроны в первичной зрительной коре наиболее искусны в реагировании на линии по краям; нейроны выше могут предпочесть движущийся контур. Еще выше те, которые реагируют на лица и другие знакомые объекты. На вершине находятся те, которые проецируются на предмоторные и моторные структуры в мозге, где они запускают нейроны, которые инициируют такие действия, как разговор или избегание встречного автомобиля.
Чалмерс, как и мы, считает, что субъективный аспект опыта должен быть тесно связан с возбуждением нейронов, соответствующих этим аспектам (нейронные корреляты). Он описывает известный мысленный эксперимент, построенный вокруг гипотетического нейробиолога Мэри, которая специализируется на восприятии цвета, но никогда не видела цвета. Мы считаем, что причина, по которой Мэри не знает, каково это - видеть цвет, однако, заключается в том, что у нее никогда не было явного нейронного представления цвета в ее мозгу, только слов и идей, связанных с цветами.
Чтобы описать субъективный визуальный опыт, информация должна быть передана на этап моторного вывода мозга, где она становится доступной для вербализации или других действий. Эта передача всегда включает в себя перекодирование информации, так что явная информация, выражаемая двигательными нейронами, связана, но не идентична, с явной информацией, выражаемой нейронами, связанными с восприятием цвета, на некотором уровне в визуальной иерархии.
Таким образом, невозможно передать словами и идеями точную природу субъективного опыта. Однако можно передать разницу между субъективными переживаниями - например, провести различие между красным и оранжевым. Это возможно, потому что разница в области зрительной коры высокого уровня все равно будет связана с различием в моторных стадиях. Подразумевается, что мы никогда не сможем объяснить другим людям природу любого сознательного опыта, только его связь с другими.
Два других вопроса, касающиеся того, почему у нас есть сознательные переживания и что приводит к конкретным переживаниям, кажутся более сложными. Чалмерс предполагает, что они требуют введения "опыта" как фундаментальной новой характеристики мира, связанной со способностью организма обрабатывать информацию. Но какие типы нейронной информации порождают сознание? И что заставляет определенный тип информации соответствовать голубизне синего, а не зелени зеленого? Такие проблемы кажутся такими же сложными, как и любые другие в изучении сознания.
Мы предпочитаем альтернативный подход, включающий концепцию "значения". В каком смысле можно сказать, что нейроны, которые явно кодируют лицо, передают значение лица остальной части мозга? Такое свойство должно относиться к проективному полю клетки - схеме синаптических связей с нейронами, которые явно кодируют связанные понятия. В конечном счете, эти связи распространяются на моторную мощность. Например, нейроны, реагирующие на определенное лицо, могут быть связаны с нейронами, выражающими имя человека, чье это лицо, и с другими для ее голоса, воспоминаний, связанных с ней, и так далее. Такие ассоциации между нейронами должны быть полезными с точки зрения поведения, другими словами, соответствовать обратной связи от тела и внешнего мира.
Значение происходит из связей между этими представлениями с другими, распространяющимися по всей кортикальной системе в обширной ассоциативной сети, подобной словарю или реляционной базе данных. Чем разнообразнее эти связи, тем богаче смысл. Если бы, как в нашем предыдущем примере с прозопагнозией, синаптический выход таких лицевых нейронов был заблокирован, клетки все равно реагировали бы на лицо человека, но не было бы никакого связанного значения и, следовательно, гораздо меньшего опыта. Лицо будет видно, но не распознано как таковое.
Конечно, группы нейронов могут выполнять новые функции, позволяя мозгу изучать новые категории (включая лица) и связывать новые категории с существующими. Некоторые примитивные ассоциации, такие как боль, в какой-то степени являются врожденными, но впоследствии уточняются в жизни.
Информация действительно может быть ключевым понятием, как подозревает Чалмерс. Большая определенность потребует рассмотрения высокопараллельных потоков информации, связанных, как и нейроны, в сложные сети. Было бы полезно попытаться определить, какими функциями должна обладать нейронная сеть (или какое-либо другое подобное вычислительное воплощение), чтобы генерировать смысл. Возможно, что такие упражнения подскажут нейронную основу смысла. Трудная проблема сознания может тогда предстать в совершенно новом свете. Это может даже исчезнуть.
Автор
Дэвид Дж. Чалмерс изучал математику в Университете Аделаиды и в качестве стипендиата Родса в Оксфордском университете, но увлечение сознанием привело его к философии и когнитивной науке. Он получил степень доктора философии в этих областях в Университете Индианы и в настоящее время преподает на философском факультете Калифорнийского университета в Санта-Крус. Чалмерс опубликовал множество статей об искусственном интеллекте и философии разума. Его книга "Сознательный разум", в которой развиваются многие идеи, изложенные в этой статье, выходит в издательстве Oxford University Press.
Дальнейшее чтение
Отсутствующая Квалиа, Исчезающая Квалиа, Танцующая Квалиа. Дэвид Дж. Чалмерс в сознательном опыте. Под редакцией Томаса Метцингера. Фердинанд Шонинг, 1995.
Объяснение сознания: трудная проблема. Специальный выпуск Журнала исследований сознания, том 2, № 3; Осень 1995.
Природа сознания: философские и научные дебаты. Под редакцией Неда Блока, Оуэна Фланагана и Гювена Гюзельдере. MIT Press (в печати).