Эмерджентность сознания: как мысли управляют телом, не нарушая законов физики

Рубрики : Нейронаука, Последние статьи, Психология

Ключевой парадокс сознания гласит: если наши внутренние состояния (квалиа) реально влияют на мир, они нарушают законы физики. Например, вы обожглись о плиту, почувствовали боль и отдёрнули руку. Кажется очевидным, что боль заставила вас действовать, но это также будет означать, что физические события имеют нематериальрую природу. Если же нет — сознание становится бесполезным довеском к мозгу (эпифеноменом). Обе альтернативы кажутся тупиковыми. Александр Алехнович разбирается, как современная философия ищет выход из этого парадокса и можно ли спасти идею свободы нашей воли. 

Проблема ментальной причинности является одной из самых сложных в современной философии сознания. Представьте: вы прикасаетесь к горячей плите, чувствуете резкую боль — и отдергиваете руку. Что заставило ее отдернуться? Если вы сторонник эмерджентизма, то признаете: боль — это новое свойство, не сводимое к активности нейронов. Вы непосредственно переживаете и знаете, что такое боль, и никакое знание о нейронах не заменит этого опыта. Но тогда возникает вопрос: если именно ощущение боли, а не только нейронный сигнал, вызывает отдергивание — откуда взялась эта дополнительная причина в полностью физическом мире? 

Физика утверждает, что каждое физическое событие (например, движение мышц) целиком объясняется физическими причинами. Если добавить к ним еще и боль как отдельную причину, получится либо двойная причинность (как два выстрела в одно и то же сердце), либо физика перестает быть самодостаточной. Если же боль не влияет на отдергивание, то она подобна дыму над паровозом: вроде есть, но ни на что не действует. Иными словами, она становится каузально избыточной. И тогда зачем она в эволюции? Почему вы можете сказать «мне больно», если это переживание не участвует в формировании ваших действий? Именно на этом развилке, между нарушением физической причинности и эпифеноменальностью, и застрял современный эмерджентизм. Для начала нужно разобраться с терминологией.

Новая парадигма эмерджентности — целое сложнее суммы частей

Исторически эмерджентизм возник в начале XX века как третий путь между механицизмом (все сводится к физическим явлениям) и витализмом (все сводится к «душе» или «внутренней силе»). Сторонники новой идеи отвергли и то и другое. Они утверждали, что между физическими, биологическими и ментальными феноменами есть существенные различия, которые требуют разных объяснений.

Ключевая характеристика эмерджентизма — принятие натуралистической позиции. Все состоит из одних и тех же физических элементов, но в новых структурах появляются новые свойства, которые нельзя вывести из свойств частей, даже при полном знании этих частей. Следовательно, эмерджентизм придерживается физического монизма: все сущности состоят только из физической материи. 

Еще одна характерная черта — иерархическое представление о природе. Существа относятся к определенному уровню существования, и эти уровни (например, неорганика, жизнь, разум) образуют иерархию возрастающей сложности. В основе этой модели лежит отношение «часть-целое»: сущности более высокого уровня полностью состоят из сущностей нижних уровней.

Теории эмерджентности разделяют на слабые и сильные [8]. Слабый эмерджентизм совместим с редукционистским физикализмом и утверждает, что у системы есть свойства, которых нет у ее компонентов (например, у воды есть свойство влажности, но у отдельных молекул H₂O ее нет). При этом целое полностью выводится из микроструктуры: если два объекта устроены одинаково, их свойства совпадают. Здесь сложность маскирует редуцируемость. 

Сильный эмерджентизм делится на диахроническую и синхроническую версии: 

• Синхроническая — свойство целого непредсказуемо прямо сейчас, в момент его появления. Такие свойства (квалиа) не сводятся к функциям — они «лишние» с точки зрения физики, но при этом реально существуют. 
• Диахроническая — это когда что-то принципиально новое появляется в ходе эволюции, и до этого момента его было невозможно предвидеть даже в теории: например, возникновение сознания у животных. 

Для философии сознания наиболее важен синхронический эмерджентизм. Он основан на работах английского философа Чарльза Броуда и включает требование нередуцируемости. В книге The Mind and Its Place in Nature (1925) автор дал строгую формулировку: свойство эмерджентно, если его нельзя вывести даже из полного знания всех свойств частей и их отношений [1]. 

Броуд объяснил нередуцируемость на примере философского эксперимента «Математический архангел». Даже если такой архангел знает всю молекулярную структуру хлорида аммония (нашатырь) и все физические законы, он все равно не сможет предсказать, чем пахнет это вещество, пока сам его не понюхает. Максимум, что он предскажет, это физические изменения в обонятельных нервах. Это напоминает знаменитый мысленный эксперимент с Мэри, запертой в черно-белой комнате: даже зная всю физиологию зрения, она не поймет, каково это — видеть красное, пока не увидит его сама. Даже при полном знании нейронных коррелятов мы не получаем доступа к качественному содержанию переживания. Это доказывает, что связи физических явлений с вторичными качествами (запахи, цвета) являются эмерджентными свойствами. 

Главный вывод эмерджентизма гласит: квалиа невозможно функционализировать. Их суть не в том, что они делают (заставляют нас отдернуть руку), а в том, как они переживаются. Если свойство нельзя определить через функцию, его нельзя редуцировать. Следовательно, квалиа — это эмерджентные свойства.

В чем проблема с ментальной причинностью квалиа

В современной дискуссии о нередуцируемости сознания используется функциональная модель, которую предложил американский философ Джегвон Ким [3,4]. Принцип нередуцируемости утверждает, что ментальные свойства зависят от мозга, но принципиально не выводимы из него и не сводимы к нему. Согласно Киму, для редукции свойство должно быть «функционализировано», то есть его нужно определить через его причинную роль (против чего выступает эмерджентизм). 

Например, чтобы понять, что такое боль, не нужно заглядывать в мозг и искать «нейрон боли». Нужно описать, что эта боль делает: ее типичные причины (например, ожог или ушиб) и типичные последствия (стон, отдергивание руки, избегание раздражителя). Это и есть ее функциональная роль. Само ментальное свойство тогда определяется как явление второго порядка: это свойство «иметь какое-то физическое состояние, которое играет такую-то причинную роль». Конкретное физическое состояние (например, активность определенных нейронов у человека или анатомическая структура у осьминога) — это реализатор этой роли. У разных организмов реализаторы могут быть разными, но роль — одна и та же.

Таким образом, редукция состоит из двух этапов: функционализации и реализации. На первом описываем свойство через его роль. Например, ген — это то, что передает наследственную информацию. Не важно, из чего он сделан — важно, что он делает. На втором этапе ищем конкретную физическую структуру, которая эту роль выполняет. У тех же генов — это ДНК, и есть механизмы (репликация, транскрипция и т.д.), объясняющие, как это происходит.

Это объясняет зависимость одних свойств от других. Если у двух организмов одинаковы все физические свойства, значит, и причинные связи между ними одинаковы — а значит, и роли. Следовательно, их ментальные состояния совпадут. Боль не «возникает сверху» — у нее нет отдельной причинной силы. Ее причинная работа целиком выполняется ее физическим реализатором. Поэтому Ким настаивает, что его версия функционализма дает объяснение связи ума и тела, то есть решает психофизическую проблему. 

Проблема с квалиа заключается в том, что внутренние состояния не проходят проверку на первом этапе. Мы можем описать поведенческую роль: «боль возникает при повреждении и приводит к стону/отдергиванию», но это не боль как ощущение, а лишь ее внешний след. Само ощущение в эту функциональную схему не помещается. Значит, квалиа нельзя свести к функции. А если нельзя свести функционально, то они не выводятся из физики даже при полном знании всех ее законов и состояний. Тогда ментальное остается «тенью» — оно есть (переживается), но ничего не вызывает.

Здесь и возникает главная проблема с ментальной причинностью. Основной тезис Кима в том, что почти весь ум можно свести к физическому, кроме внутренних качественных переживаний. Эти «внутренние» черты квалиа эпифеноменальны, то есть не оказывают причинного влияния на мир, и с этим можно смириться. Они похожи на сопутствующие картинки или образы — они присутствуют в сознании, но на действия человека не оказывают влияния. 

Весь аргумент Кима выглядит следующим образов:

1. Мы исходим из того, что мир физически замкнут: если у физического события есть причина, то она также физическая. 
2. Тогда мы используем принцип исключения: если событие уже полностью объяснено одной причиной, вторая (отдельная) причина не нужна. 
3. И применяем принцип супервентности ментального на физическом: каждое ментальное состояние порождается соответствующим физическим состоянием. 
4. Следовательно, ментальные свойства причинно излишни. 

Пример: вы захотели пить (ментальное) и пошли на кухню налить воды в кружку (физическое). Но ваше движение ногами полностью объясняется работой мозга. Если «желание пить» — это нечто отдельное от мозга (эмерджентное), то оно либо лишнее, либо нарушает законы физики. Получается, ваша жажда не является причиной вашего похода на кухню, а ваше решение налить воду в кружку не является причиной утоления жажды. А если квалиа ничего не делает, тогда зачем оно? 

Возможно, эта дилемма говорит не о провале теории, а об ограничениях каузального мышления в целом. Мы привыкли считать, что все, что реально, должно быть обладать причинной силой. Но, возможно, это и есть предел нашей концептуальной системы. Быть «реальным» не обязательно значит «быть причиной событий». И для этого есть новые аргументы, которые пытаются отстоять принцип нередуцируемости. 

Альтернативные версии причинности — возможна ли автономия сознания? 

Современные философы смещают фокус с попыток «взломать» аргумент Кима «в лоб» на пересмотр самого понятия причинности. Главный сдвиг произошел от механистического представления, где причина должна физически «толкать» следствие (как один бильярдный шар толкает другой), к более гибким моделям, где причинность понимается как отношение зависимости или управления. Если Ким понимал причинность как «производство» (одно событие физически порождает другое), то современные авторы часто используют подходы, где ментальная причинность перестает быть «лишней».

Влиятельной стала концепция нисходящей причинности (от сознания к мозгу). Представьте, что ваш мозг — это огромный оркестр, а сознание — дирижер. В старой модели Кима дирижер казался лишним, потому что каждый музыкант (нейрон) и так играет по физическим нотам. Но сторонники интервенционизма (другое название нисходящей причинности) предлагают взглянуть на это иначе: причинность — это не передача энергии, а наличие «рычага управления». Если мы изменим ментальное состояние (дирижер взмахнет палочкой иначе), изменится и физический результат. 

В этой логике ментальное реально, потому что оно работает как эффективная переменная высшего уровня: нам проще и точнее объяснить поведение человека через его желания и убеждения, чем пытаться отследить миллиарды атомных столкновений. Сознание здесь выступает макро-переключателем, который направляет физические процессы в нужное русло, не нарушая законов физики. Это и есть нисходящая причинность: макросвойство (сознание) захватывает управление над микрокомпонентами (нейронами мозга). То есть X является причиной Y, если вмешательство (интервенция) в X приводит к предсказуемому изменению Y. В этой модели ментальное и физическое находятся на разных уровнях, и ментальная причина (например, желание) является «рычагом», который реально меняет физический результат, не конкурируя с реальной работой мозга.

Философ науки Джеймс Вудворд попытался проверить, насколько истинно объяснение через нисходящую причинность [10]. Ключевое условие здесь — независимость от реализации. Эффект должен быть одинаков, даже если микросостояния (квалиа), реализующие верхний уровень, отличаются друг от друга. Такие случаи встречаются в науке: например, в экспериментах с обезьянами изменение социального статуса меняет экспрессию генов, а в физике поле в системе из многих частиц управляет поведением отдельных атомов. 

Критики возражают: если нижний уровень полностью определяет верхний, то верхнему «не остается работы». Это уже известный нам аргумент об исключении причинности. Вудворд отвечает: такая логика применима только к конкурирующим причинам, но реализация (например, скорость молекулярных реакций повышает температуру вещества) означает не конкурирующие между собой причины, а фиксированную связь. Поэтому «контролировать» микросостояния при проверке влияния температуры все равно что требовать изучить действие лекарства, «отключив» его химический состав. Нисходящая причинность реальна не потому, что физика «неполна», а потому что в природе действительно есть ситуации, где информация о микросостояниях условно независима от результата. И тогда верхний уровень оказывается реальной причиной.

Другой философ, Макс Кистлер, показывает, что «нисходящая причинность» не противоречит физике, даже если за тем же движением стоит конкретная нейронная активность [5]. Например, когда решение поднять руку вызывает движение мышц. Он строит две модели: в первой (через фазовое пространство) решение соответствует области начальных состояний, все траектории из которой ведут к поднятию руки. В этом смысле оно достаточно для эффекта. Во второй (через структурные уравнения) — переменная «решение» определяет, поднимется ли рука. Причем эта зависимость точнее, чем прямая связь с нейронной активностью: одно и то же решение может реализовываться разными нейронными паттернами, но всегда приводить к одному и тому же действию. Значит, ментальное влияние не «вытесняется» физическим, оно просто работает на другом уровне.

Этот аргумент можно проиллюстрировать на примере. Лодка плавает, потому что она сделана из твердого материала (ментальное/надстройка), но реализована она может быть из металла или дерева (физическая база). Если убрать «твердость», лодка утонет — даже если оставить тот же металл, но, скажем, расплавить его. Это значит, что надстройка не лишняя, она реально участвует в причинности.

Кистлер подчеркивает, что физика остается «замкнутой», то есть любое физическое следствие имеет физическую причину, но это не мешает ментальным состояниям быть более релевантными для объяснения. Например, психотерапия снижает активность в хвостатом ядре мозга у пациентов с обсессивно-компульсивными расстройствами. Поэтому объяснять это через изменение мышления эффективнее, чем через мельчайшие нейронные детали. Иными словами, сознание можно влиять на физическое и делать это без мистики. Для этого просто важно использовать правильный уровень описания.

Параллельно развивается подход, основанный на каузальных силах. Его сторонники считают, что причинность — это не действие законов физики, а проявление внутренних сил (dispositions) объектов. Сильный эмерджентизм определяется тем, что у целого (сознания) появляются новые каузальные силы, которых нет у частей. Как мы знаем, это фундаментальное свойство сложных систем. Если у ментального есть свои уникальные силы, то аргумент Кима об исключении не работает: физических сил просто недостаточно для полного описания.

Сторонники этой идеи вернулись к мысли, что объекты — это не пассивные доминошки, которые просто падают под действием внешних сил, а носители активных внутренних способностей. Такой аргумент приводит британский философ Грэхэм Макдональд [6]. Он предлагает разбить проблему на два уровня: причинную эффективность (событие реально вызвало следствие) и причинную релевантность (почему именно это свойство объясняет следствие). Например, масса человека в 115 кг объясняет и положение стрелки весов, и то, что весы до 120 кг не сломались. Так и с ментальным: изменение намерения систематически меняет поведение, значит, это свойство релевантно. Такие зависимости существуют, и их можно проверить, например, через вмешательства: дали команду — человек изменил действие.

❤ Вам близки темы, которые мы исследуем? 10 лет мы работаем без рекламы и инвесторов – только ваше внимание и наш энтузиазм. Если цените такой подход, поддержите нас за 1 минуту →

В этой аргументации ментальное событие — это то же самое событие, что и физическое, но обладающее двумя разными свойствами: ментальным и физическим. При этом ментальное свойство не вытесняется физическим, потому что оно систематически сопутствует эффекту: боль всегда сопровождается отдергиванием руки, значит, она релевантна.

Второй момент: почему именно ментальное свойство объясняет следствие? Например, когда кто-то нажимает кнопку, потому что решил это сделать, а не просто потому, что у него сработали нейроны. Здесь Макдональд обращается к идеям Вудворда: свойство релевантно, если его изменение систематически меняет следствие при прочих равных. Такие зависимости есть и для ментальных свойств, например, если изменить намерение (не просто мысль, а тип решения), поведение меняется предсказуемо: один человек откроет дверь, другой — нет. Эта зависимость не исчезает из-за того, что есть еще его физическая реализация.

Если признать, что сложные системы обладают собственными уникальными силами, то аргумент Кима рассыпается. Физических сил нижнего уровня просто недостаточно, чтобы объяснить всё поведение системы, и ментальная причинность становится необходимым элементом физических систем (организма человека), а не его «лишним» дублером. Не нужно ни отрицать эффективность сознания (эпифеноменализм), ни сводить его к физике (редукционизм). Ментальные свойства могут быть нередуцируемыми, но при этом играть реальную причинную роль. 

Наконец, многие современные философы пришли к выводу, что сама дилемма «либо физика, либо сознание» была искусственной. Они считают, что аргумент Кима основан на устаревших метафизических допущениях. Если отказаться от требования, что причина должна физически «производить» эффект, проблема исчезает. 

Этот довод называют «легкой» причинностью. Идея проста: чтобы считать что-то причиной, не нужно искать некую ментальную «энергию», которая давит на нейроны. Достаточно принять «легкую» теорию причинности (зависимости), чтобы ментальная каузальность стала совместима с физикой без всяких парадоксов типа конструкций «если бы я не захотел, я бы не сделал». Если это условие выполняется, причинность доказана. 

Вернемся еще раз к аргументу исключения у Кима. Представим, что событие A (например, головная боль) вызывает событие B (поиск таблетки аспирина). Согласно функционализму, у A есть и ментальное свойство («быть головной болью»), и физическое (например, определенная нейроактивность). Но тогда получается, что B уже полностью объясняется физическим свойством. Значит, ментальное свойство лишнее, то есть оно либо не участвует в причинности (эпифеноменально), либо создает более чем две причины (избыточно), чего мы не наблюдаем. Ким заключает: чтобы спасти причинную силу ментального, нужно признать, что ментальные свойства тождественны физическим.

Предложенное Кимом «решение» с отождествлением ментальных и физических свойств является несогласованным, считает турецкий философ Озгюр Демир [7]. Ментальные свойства — это функциональные свойства (например, «вызывать стремление к обезболиванию»), а физические — структурные (например, «активность нейронов в зоне X»). Функциональное свойство (например, «желание избавиться от состояния») и структурное (форма, состав) являются разными типами сущностей: как «роль короля в шахматах» и «деревянная фигурка». Одно не может быть другим, а если свойство реализует само себя, то получается бессмыслица.

Демир предлагает альтернативу: ментальные свойства могут быть причинно релевантны, если они зависимы от физических. Он формулирует собственный принцип исключения свойств: если свойство P причины достаточно для свойства S следствия, то другое свойство M может участвовать, только если оно не независимо от P. 

Например, таблетка вызывает сон. Ее химический состав — достаточное условие. Но «быть снотворным» — тоже достаточное условие, и объясняет почему именно сон, а не, скажем, тошноту (хотя та же таблетка может и вызывать тошноту, но тогда релевантно другое свойство). Функциональное свойство («быть снотворным») реализуется структурным («иметь молекулярную форму»). Оба свойства объясняют одно и то же действие (сон), но не конкурируют: «быть снотворным» и «содержать бензодиазепин» не исключают друг друга, а взаимодополняют. Аналогично с ментальными свойствами: «желание воды» реализуется в активности гипоталамуса, и оба свойства могут быть причинно релевантны к действию «пойти к крану» — при условии, что «желание воды» логически связано с этим действием (то есть как раз этим и определяется). Следовательно, аргумент Кима не опровергает нередуцируемость ментальных свойств, но только требует четко различать уровни описания и не путать события со свойствами.

Еще один ход рассуждений предлагает финский философ Брэм Ваасен [9]. Он отвечает на стандартное возражение против дуализма, в котором обвиняют эмерджентизм. Раньше считалось, что дуалисту не остается ничего, кроме как вносить правки в свою онтологию — ослаблять физическую полноту мира или как-то модифицировать законы связи сознания и тела. Философ считает иначе: никакие правки не нужны. 

Стандартный психофизический дуализм полагает, что сознательные состояния (например, боль) не сводятся к физике. Они не тождественны нейронным процессам, но все равно возникают из них по особым, фундаментальным законам природы. При этом поведение (вроде подергивания от боли) полностью определяется физикой. Из-за этого возникает классическое возражение: если физика уже полностью объясняет поведение, то зачем тут еще боль? Она получается лишним состоянием.

Ваасен показывает, что проблема исчезает, если использовать современные теории причинности, в частности, уже известный нам интервенционизм. Согласно ей, X считается причиной Y, если, меняя X (при прочих равных), мы надежно меняем Y. Но «прочие равные» не обязаны включать физические основания X, иначе мы не сможем признавать причинами и банальные вещи вроде банковских кризисов или ураганов. Важнее, чтобы связь X–Y была устойчивой. Например, боль ведет к подергиванию независимо от того, как именно реализована эта боль в мозге.

Какой здесь выход из дуализма? Можно ослабить требование «удерживать все прочие причины фиксированными». Так уже поступают при анализе причинности высокого уровня. Например, банковский кризис считается причиной роста безработицы, даже если он метафизически определяется физическими состояниями. То есть данная ситуация не может существовать без подходящего физического основания. Кризис — это сложный процесс: падение цен на активы, массовый дефолт по кредитам, паника вкладчиков, остановка межбанковского рынка и так далее. Он всегда реализуется через конкретные физические процессы: сигналы в проводах, движения людей, запись данных в памяти серверов, звонки по телефону. Но не обязательно одним и тем же способом. Это и есть множественная реализуемость. 

Поэтому необязательно требовать, чтобы вмешательство в кризис оставляло его физическую основу неизменной — это невозможно. Это требование устойчивости (robustness): явление X считается причиной Y, если X «перекрывает» влияние своих низкоуровневых оснований на Y. Поэтому и причинность можно приписывать уровню выше физики, если связь ведет себя надежно. 

Значит, дуализм не мешает боли быть причиной, если она устойчиво коррелирует с поведением и доступна для манипуляции (например, обезболивающее убирает и боль, и подергивание мышц). Не нужно менять онтологию, отменять физическую полноту или вводить «сверхъестественные силы». Можно просто согласиться, что причинность определяет зависимости между событиями, даже если она реализуется по-разному. 

Итоги: в поисках надежных оснований

Дискуссии об автономии ментального от физического не завершены. На самом деле подходов к проблеме нередуцируемости сегодня значительно больше, чем я здесь рассмотрел. Например, против аргумента о каузальных силах исследователи выделяют и контраргумент. Если физическое свойство достаточно для эффекта, то любое другое свойство, даже зависимое (вроде ментального), должно считаться избыточным. Достаточное физическое свойство исключает все остальные. То есть, если нейронный разряд полностью объясняет отдергивание руки, то боль, как его ментальная характеристика, уже не добавляет ничего к причинности — она просто «тень» физического. Но на этот контраргумент можно привести новый контраргумент о том, что если физическое свойство необходимо (и мозг в целом) для ментального свойства (и сознания в целом), то этого еще недостаточно, чтобы редуцировать ментальное к физическому. И так далее. 

Пока же можно признать, что выбор «либо ментальное эпифеноменально, либо оно сведено к физическому» — ложная дилемма. Можно сохранить и причинность, и нередуцируемость, если четко разделять уровни и свойства. Мозг порождает активность нейронов, на основе которых реализуется новые состояния (квалиа). Эти состояния, в свою очередь, не выводятся непосредственно из физических взаимодействий и могут влиять на обратный каскад физических реакций. 

Тогда не нужно ни отрицать реальность сознания, ни сводить его к мозгу. Ментальные свойства могут быть нередуцируемыми, но при этом играть реальную причинную роль. Уровни описания различаются у свойств, а не у самих событий. В мире событий все «плоско»: они не из разных субстанций. Но у одного события может быть два набора свойств: физические (спин электронов, потенциал мембраны) и ментальные (острота, неприятность). Первые объясняют механизм, вторые описывают смысл и функцию. И если связи между болью и избеганием ее источника устойчивы, предсказуемы и позволяют менять поведение (например, через обучение), то боль реально встроена в физику сознания и тела. 

Еще раз: нейронный разряд и боль — это одно и то же событие (один и тот же процесс в мозге), но проявляется оно на разных уровнях и с разными свойствами. Физический уровень описывает, как работает механизм, ментальный — что переживается. И то, что переживается, может влиять на поведение, не нарушая физической полноты. Это значит, что ментальное (боль как сигнал опасности) играет роль в выборе действия, но реализуется на основе физического и «направляет» дальнейшую физическую активность. Такой подход позволяет отказаться и от эпифеноменализма («сознание — зритель в кинотеатре»), и от редукционизма («всё — только мозг»), сохранив при этом научную строгость. 

Обложка: М.К. Эшер. Рисующие руки. 1948

Похожие статьи

Воплощенный разум: почему мышление - это больше, чем работа мозга

Нейробиология фанатизма: как идеологии захватывают наше сознание

«Как я стал таким?», или Наследственность vs Среда

"А что видишь ты?": о чём нам говорят фундаментальные различия в восприятии