Другими словами, сознание может функционировать на уровне, например, атомов, элементарных частиц и т.д.
Как известно, тезис Черча не является теоремой, «в нем предлагается отождествить несколько расплывчатое интуитивное понятие с понятием, сформулированным в точных математических терминах, и потому доказать его невозможно». Таким образом, гипотеза Черча задает ограничения на то, что может быть вычислено. При этом обычно это утверждение интерпретируется как квазиматематическое, говорящее об эквивалентности возможных формализаций интуитивного понятия алгоритма или вычисления. Развитие эта гипотеза получила в контексте создания квантовых компьютеров, в частности, в работах создателя квантовых алгоритмов Дэвида Дойча, который предположил, что гипотеза Черча имеет глубокий физический смысл и может рассматриваться в качестве нового физического принципа Черча-Тьюринга.
Дойч предложил интерпретировать понятие вычислимых по Тьюрингу функций в качестве функций, которые могут в принципе быть вычислены реальной физической системой, вычислимы Природой, причем вычислительная машина по Дойчу обладает способностью полного моделирования физической системы.
Дойч сформулировал следующую физическую версию принципа Черча-Тьюринга:
«Каждая конечно реализуемая физическая система может быть полностью моделирована универсальной модельной вычислительной машиной, оперирующей конечными средствами»11.
Данный принцип сильнее тезиса Черча настолько, что не удовлетворяется машиной Тьюринга в классической физике. При этом квантовая теория совместима с этим принципом, реальная конечная система может быть полностью смоделирована универсальным квантовым компьютером.
Рассмотрев гипотезу Черча-Тьюринга в качестве неявного физического предположения, Дэвид Дойч прослеживает связи между физикой и компьютерной наукой. Он говорит о квантовой теории сложности, которая в основном связана с ограничениями на вычисления функций: какие функции можно вычислить, какие Клини С.К. Математическая логика. М., 1973. С. 281. Дойч Д. Квантовая теория, принцип Черча-Тьюринга и универсальный квантовый компьютер. Квантовый компьютер и квантовые вычисления. Ижевск, 1999. С. 163. вычислительные ресурсы для этого потребуются (объем памяти, быстродействие). Пытается понять спонтанный рост сложности в физических системах, по-новому взглянуть на эволюцию жизни и человеческого знания. Рассмотрев различные меры сложности (глубина, знание), Беннет ввел понятие «логическая глубина» время работы самой короткой программы, которая вычисляет данное состояние, исходя из пустого входа. В биологическом контексте логическая глубина измеряет эволюцию, которая необходима, чтобы получить данный объект из простейших возможных предшественников.
Дойч определяет Q-логическую глубину квантового состояния как время выполнения самой короткой Q-программы, которая порождает это состояние из пустого входа.
Рассматривая различные «стрелы времени», существующие в разных областях физики, Дэвид Дойч обращает внимание, что раньше считалось, что психологическая стрела времени направлена в сторону возрастания энтропии, на том основании, что вычисления необратимы. Беннет показал, что это не так.
Поэтому Дойч предлагает постулировать новый принцип Природы, опирающийся на Q-логическую глубину, которая должна быть неубывающей, основывая этот тезис на представлении о том, что, возможно, Q-логическая глубина Вселенной первоначально была минимальна. Более того, он считает возможным вывести второй закон термодинамики из ограничений на Q-логическую глубину.
Вывод его звучит вообще революционно: «Воспринимать принцип Черча-Тьюринга как физический закон это не значит просто сделать компьютерную науку частью физики. Такая точка зрения превращает часть экспериментальной физики в раздел компьютерных наук»Дойч Д. Квантовая теория, принцип Черча-Тьюринга и универсальный квантовый компьютер. Квантовый компьютер и квантовые вычисления. С. 187..
Постепенное осознание роли сознания появляется и в работах профессиональных физиков. Так, в 2000 г. в «Успехах физических наук» Михаил Борисович Менский, философски осмыслив проблемы квантовой информации, выдвинул гипотезу о том, что квантовая редукция и осознание это одно и то же. Более того, «эксперименты по квантовой механике включат с течением времени работу мозга и сознания, квантовая теория измерений может привести к теории сознания как фундаментального физического свойства, которым тем не менее обладает лишь живая материя»Менский М.Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // Успехи физ. наук. Т 170. №6. С. 647..
Интересно, что в работе Пивоварова 1982 г. была предложена модель и проанализирована «Категория системного анализа энергоинформационного взаимодействия ЭИВ развивающейся системы «Естествознание» с реальностью» и сформулированы четыре принципа энергоинформационного взаимодействия.
Соответствующая схема представлена ниже. На рисунке Re категория реальности (объектов, делений реальности); к категории моделей развивающейся системы; Ф вырождающий функтор; Фк конструктивный функтор.
естественнонаучный человекоразмерный биосистема пивоваров
В работе, выполненной по гранту РФФИ, был добавлен еще один, пятый принцип, принцип высшего сохранения: «Качественный скачок интенсивное освоение энергоинформационного ресурса новых материальных уровней реальности возможен для физического наблюдателя (“ФН”) (системы “Естествознание”) только тогда, когда вызванные этим энерго-информационным “взрывом” флуктуации эволюционирующей системы (“ФН”, “Естествознание”) не могут разрушить саму систему цивилизацию». Этот принцип, по существу, является попыткой внести гуманитарные, гуманистические идеи в контекст физики, идеалом которой в механике Ньютона являлось полная независимость от наблюдателя, обеспечивающая объективность, всесильность законов природы.
Появление квантовой механики показало необходимость рассмотрения самого процесса наблюдения, неустранимости влияния измерительного прибора на измеряемую систему, наконец, роли наблюдателя в получении результата измерения. В отечественной философской традиции активно шли споры на тему «Существовали ли законы квантовой механики при динозаврах?», каким образом можно объективным образом объяснить вероятностные законы квантовой механики, дискретность, редукции волновой функции и т.д. Физики, с фон Неймана до Менского, старались ввести в процесс квантового измерения сознание, забывая о телесности и целостности наблюдателя-человека, который, кроме всего прочего, является также биологической системой. Первым на это обратил внимание Умберто Матурано. В своей книге «Биология познания», опубликованной в 1970 г., он пишет: «Наблюдатель человек, то есть живая система, поэтому все, что справедливо относительно живых систем, справедливо также относительно самого наблюдателя». Наблюдатель «созерцает» «сущности» организм и одновременно окружающую среду организма. «Для наблюдателя сущность является сущностью, когда он может описать ее. Описать значит перечислить актуальные и потенциальные взаимодействия и отношения описываемой сущности. Поэтому описать какую-либо сущность наблюдатель может лишь в том случае, если имеется, по крайней мере, еще одна сущность, от которой он может отличить первую, имея возможность наблюдать взаимодействия или отношения между ними».
«Когнитивная область -- это вся область взаимодействий организма. Расширить когнитивную область можно, если порождаются новые способы взаимодействия. Нашу когнитивную область расширяют приборы.
Возможности расширения когнитивной области неограниченны; это исторический процесс. В ходе эволюции наш мозг, мозг наблюдателя, стал специализированным прибором для различения отношений отношений, порождаемых как извне, так и изнутри,Матурана У. Биология познания // Язык и интеллект. М., 1995. С. 97.Там же. важно только, чтобы эти отношения были даны нам в результате взаимодействий или опосредованы ими, а также были воплощены в состояниях относительной активности нейронов».
В работе, подготовленной по гранту РФФИ, принципы энергоинформационного взаимодействия развивающейся системы со средой называются «эволюционные принципы физики».
Все многообразие окружающего нас материального мира Олег Пивоваров рассматривает как систему материальных структур, каждая из которых является частью большей структуры.
Он пишет: «В категории реальности Re, включающей все материальные объекты и явления Мироздания, наблюдаемые и прогнозируемые материальные структуры можно весьма упрощенно представить в виде иерархического множества М:
<Sn <S1 <Si+1< Si+2,
где і є (-њ, њ). “Физический наблюдатель” как материальная система-организация (включая сознание) функционирует на некотором подмножестве множества М».
Конечно, с философских позиций критике может быть подвергнуто кажущее отождествление материи и сознания. Все мы помним высказывание «грубых» материалистов: «Мозг выделяет мысль, как печень желчь». Однако появление компьютеров сняло «покров таинственности» с информационных процессов, роботы приобретают все большую автономность. Поэтому вполне уместна компьютерная метафора при рассмотрении процессов сознания.
Один из создателей синергетики Герман Хакен пишет: «По мере того, как мы наделяем машину все новыми и новыми биологическими аспектами, различие между мозгом и машиной стирается все больше». Он придерживается точки зрения Спинозы: «Дух и материя взаимно обусловливают друг друга, или, иначе говоря, дух и материя две стороны одной и той же медали». При этом он полагает, что «все действия мозга, которые ныне считаются нематериальными, в действительности связаны с материальными процессами».
Несмотря на то, что информация не зависит от типа материального носителя, она всегда нуждается в нем и без него не существует. Более того, различные элементные базы могут хранить и обрабатывать разное количество информации.Матурана У. Биология познания. С. 127.Хакен Г. Принципы работы головного мозга. М., 2001. С. 313.Там же. С. 311.Там же. С. 310. Информационное сообщение можно представить в виде формы сигнала, но в любом случае необходимо иметь материальное воплощение этого сигнала.
Если совсем «огрубить» понятие информации, то самым простым примером некого количества информации является обычный дверной ключ. Он может быть сделан из металла, пластика или дерева, но ясно, что информационной составляющей является его форма. При этом понятно, что «понятие ключа» не существует без «понятия замка», а оба эти понятия, в свою очередь, существуют только в «более широкой» системе: дверь, дом и т.д.
О.Н. Пивоваров вводит категорию моделей сознания «физического наблюдателя», изоморфную категории моделей системы «Естествознание». Он полагает, что категория К может содержать модели только трех типов:
1) формирующихся вследствие вырожденного отображения внешней реальности;
2) формирующихся в результате вырожденного отображения элементов «внутренней» реальности (обусловленных собственной структурой, обеспечивающей функционирование сознания наблюдателя);
3) в результате вырождения и синтеза моделей первых двух типов.
Допустив возможность функционирования «физического наблюдателя» («ФН») на различных подмножествах М, (где индексы соответствуют пограничным элементам множества М), Олег Пивоваров сформулировал ряд принципов, по его мнению, являющихся структурой принципа дополнительности.
Первый принцип предикативности формулируется следующим образом: «Подкатегория моделей K категории моделей К “ФН”, функционирующего на подмножестве M]m множества М, может быть проанализирована средствами подкатегории Крп, если последняя обусловлена взаимодействием “ФН” с реальностью на подмножестве Мрп > Mm (Крп > Km в любом представлении)».
Другими словами, анализировать поведение тел классической механики может робот-наблюдатель, логика которого реализована на уровне механических систем (арифмометр), а вот квантовые объекты он изучать не сможет, для этого его программное обеспечение должно работать на базе электронных процессов.
Второй принцип обобщенный принцип неопределенности гласит: «Для “ФН”, функционирующего на некотором подмножестве ыч < M c информационными структурными уровнями (обладает “рецепторами” на этих уровнях) на подмножестве Mj < Мр существуют объективные ограничения на энерго-информационное взаимодействие (ЭИВ) с Re, определяющиеся наиболее “элементарным” информационным уровнем S1 є Мл>.
Основная идея этого принципа для того, чтобы наблюдать процессы, происходящие на атомном уровне, робот должен иметь рецепторы, функионирующие на атомном или субатомном уровне.
Третий принцип обобщенный принцип относительности полагает следующее: «Модели структуры и изменений Re (соответственно, абстракции пространства и времени) различны для “ФН” функционирующих на М; и Mjk, если і Ф 1 и j Ф k. Акты ЭИВ, в результате которых формируются модели структуры и изменений Re, обусловлены материальными свойствами информационных уровней “ФН”, на которых фиксируются неоднородности структуры и одновременность событий Re и функциональной структурой “ФН”.