Мигель Николелис: От диссипации энергии к информации, жизни и мозгу

Мигель Николелис, один из пионеров в области нейрокомпьютерного интерфейса, выпустил новую книгу «Истинный создатель всего» (нетрудно догадаться, кого известный нейрофизиолог прочит на эту роль). Ниже я рассмотрю главу «Информация и мозг» , которая играет важную роль в предлагаемой теории Николелиса. Помимо прочего она хорошо показывает, каким образом ученые пытаются обойти проблемы, стоящие при рассмотрении возникновения жизни.

Николелис начинает таким образом: «Жизнь связана с такой диссипацией энергии, которая встраивает информацию в органическую материю» . В основе лежит порядок из хаоса Пригожина — системы, находящиеся далеко от равновесия, обладают способностью к самоорганизации. При этом производимая энтропия должна выводиться из возникающих диссипативных структур, поскольку они должны оставаться в далеком от равновесия состоянии.

Что нового появляется в схеме Пригожина после возникновения жизни? В чем отличие диссипативной системы, которую мы называем жизнью, от таковой, которая несмотря на элементы самоорганизации жизнью не является? По мнению Николелиса это является информацией, которая связывается с органическими веществами в результе диссипации энергии. Пример — годичные кольца у деревьев. Они содержат информацию, которая используется, например, в дендрохронологии.

Николелис признает, что дерево, само по себе, не может использовать информацию, содержащуюся в годичных кольцах. Однако он предполагает, что ситуация кардинально меняется при переходе к мозгу. Диссипативные процессы ведут к внедрению в структуры мозга информации о внешней среде и при этом мозг может пользоваться этой информацией. Более того, использование мозгом этой информации является каузально значимым, то есть, оно входит в причинно-следственные связи.

Николелиса не устраивает определение информации по Шеннону, поскольку последняя неразрывно связана с цифровыми технологиями. Николелису, как и многим биологам, претит сам мысль о том, что организм похож на робота. Поэтому он утверждает, что вычисления на цифровом компьютере не могут описать жизнь и мозг.

Николелис вводит свое понятие информации (гёделевская информация) — он говорит, что информация, внедренная в органическую материю, является аналоговой. Название гёделевская информация использовано в связи с теоремой Гёделя о неполноте. Николелис уверен, что теорема Гёделя вносит непреодолимый предел для цифровых технологий, при этом он считает, что комбинация аналоговых и цифровых технологий (органический компьютер) позволяет обойти этот предел.

Один из рассматриваемых примеров — фантомная боль. Николелис утверждает, что фантомная боль является формальным противоречием и поэтому этот эффект невозможно отобразить посредством цифровых технологий. В то же время мозг при использовании гёделевской информации без труда создает фантомную боль. Более того, Николелис считает, что гёделевская информация позволяет мозгу перейти к семантике и смыслу: «Энергия диссипирует в знание!».

В конце главы схематично рассматривается возникновение жизни. Предполагается, что первым шагом было отложение в органических веществах гёделевской информации, по Николелису образование шенноновской информации (ДНК и РНК) могло произойти только после накопления досточного количества гёделевской информации. Далее по мере увеличения сложности возникла нервная система и мозг — вуаля, организм стал способен сохранять и использовать информацию о внешнем мире (органический комьютер достиг совершенства).

С моей точки зрения рассмотрение абиогенеза неразрывано связано с внутренним логическим противоречием. Предполагается:

  • Жизнь возникла из неживой материи.
  • Жизнь подчиняется законам физики.
  • Жизнь отличается от неживой материи.

Можно ли совместить утверждения выше? Рассмотрим вначале систему, в которой нет жизни. Каким образом происходит переход этой системы из предыдущего в последующее состояние? Ответ — по законам физики:

Теперь поместим в рассматриваему систему нечто живое и снова зададим себе вопрос выше. Что, собственно говоря, поменялось? С точки зрения законов физики — абсолютно ничего. Система с живым должна точно также перейти из предыдущего состояния в последующее по законам физики. Где же в этом случае отличие живого от неживого? Каким образом возникающая информация может повлиять на законы физики?

Ответа на поставленный вопрос нет (лучший ответ, который я видел: жизнь — понятие чисто религиозное). Другая формулировка проблемы — сводимость биологии к физике. Как можно совместить возникновение жизни из неживого с тем, что биология не сводится к физике?

Решение, представленное в главе книги Николелиса, достаточно типично. Используемая стратегия связана с введением магических слов, обычно связанных с понятием возникаемости (emergence). После возникновения жизни сразу же возникло нечто такое, что отсутствовало ранее. Каким образом, это нечто возникшее воздействует на законы физики? Обычный ответ сводится к тому, что система может подчиняться законам физики, но при этом законов физики будет недостаточно для описания перехода из предыдущего состояния в последующее. Вопросы о том, как такое возможно, остаются без ответа.

Николелис считает, что магии, содержавшейся в шенноновской информации и цифровых вычислениях, недостаточно для возникновения жизни. Поэтому он вводит новые магические слова — гёделевская информация и органический компьютер. Этого, по-видимому, оказалось достаточно для разрешения когнитивного диссонанса его мозгом.

Информация

Miguel Nicolelis, The True Creator of Everything: How the Human Brain Shaped the Universe as We Know It, 2020, Chapter 3, Information and the Brain.

Рисунок про законы физики взят из книги Шон Кэрролл, Вечность. В поисках окончательной теории времени, СПб.: Питер, 2016. (см. Шон Кэрролл об энтропии и обратимых законах физики)

Обсуждение

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/223182.html

https://www.facebook.com/evgenii.rudnyi/posts/1804309333036811


Comments are closed.