Роман Бабкин - Действуй, мозг! Квантовая модель разума

Учитываются ли траектории каждой частицы в вычислениях?

Нет, не учитываются.

Почему?

Потому что в классической электродинамике объектом наблюдения является поток , а не частицы, из которых он складывается. Электромагнитный феномен («процесс») объективен, а индивидуальные траектории электронов («события») несущественны.

Увы, теория электромагнетизма нам не поможет. Закон Ома для мозга не годится.

Если б электромагнитными феноменами можно было объяснить всё, что происходит в мозге – включая его интеллектуальные продукты, воспоминания, сложные эмоции и пр. – на этом разговор бы завершился. (Такие попытки делались и делались многократно в период расцвета рефлекторной теории – подробнее см. главу 3.)

Но сегодня, пожалуй, даже ребёнок, смотрящий мультики про монстров, не поверит в то, что путём втыкания в бездыханное тело электродов его можно оживить.

Тем не менее, мы – на верном пути. При построении модели сложной системы и вправду хорошо бы (правильно, целесообразно, необходимо и т.д.) рассматривать элементы на самом фундаментальном уровне бытия – там, где обитают субатомные частицы.

Кстати, а что это вообще такое?

Физики утверждают, что в природе существуют «частицы вещества» (фермионы) и «частицы взаимодействия» (бозоны).

К первым относятся, например, электроны и кварки, формирующие протоны и нейтроны. Ко вторым – фотоны.

Электрон – такая же стабильная частица вещества, как протон и нейтрон. Вместе они образуют каркас атома, но не являются прямыми переносчиками энергии внутри него.

Каркас склеивают бозоны. Именно они ответственны за действие в физическом смысле .

Некоторые бозоны называют виртуальными частицами. Характеристика «виртуальные» условна: их нельзя обнаружить при помощи приборов как дискретные частицы, зато можно зафиксировать как волны.

Так, в 1983 году были открыты W – и Z -бозоны, ответственные за слабое взаимодействие. 8 Скажем, при т.н. «бета-минус-распаде» в нейтроне один из трёх кварков преобразуется так, что вместо нейтрона появляется протон. А также – короткоживущий «виртуальный» W -бозон. Он, в свою очередь, распадается на стабильный электрон и антинейтрино. В результате один фермион (нейтрон) превращается в два фермиона другого типа (электрон и протон), имеющих, к тому же, противоположные электрические заряды.

Что нам это даёт?

Во-первых, гораздо более сложную картину взаимодействия субатомных частиц, нежели та, к которой мы привыкли со школы.

Во-вторых, получается, что, строго говоря, межядерные и электромагнитные взаимодействия нужно рассматривать в рамках единой теории. Физики так и поступили, назвав эту концепцию теорией электрослабого взаимодействия.

Тогда электромагнитное взаимодействие по своей природе суть обмен бозонами между фермионами.

Тогда представлять изменение трансмембранного потенциала клеток в мозге как движение электронов – грубое упрощение.

Тогда источником/участником всякого мозгового «процесса» и «события» – т.е. действий на самом фундаментальном физическом уровне – является бозон.

Игнорировать эти следствия при обсуждении мозговых феноменов, по меньшей мере, странно.

Небольшой пример.

Откройте любую книгу по нейрофизиологии: прочтите о механизме возникновения цветового ощущения. Пишут, что свет в сетчатке преобразуется в энергию электрического сигнала – внешние фотоны как-то меняют конфигурацию молекулы родопсина, что названо красивым словом «фотодиссоциация». 3,14

Что происходит с родопсином и почему? Что именно делают фотоны с электронами? Куда и каким образом возбуждённые электроны перемещаются (летят? излучают? падают, отражаясь или поглощаясь?) – да ещё так, чтобы возник конкретный для мозга смысл? Как это всё понять?

Никак, если забыть, что фотон – это тоже бозон. И, следовательно, при падении света на сетчатку речь идёт о фермионно-бозонном взаимодействии.

Впрочем, привлечение субатомных частиц в разговор о мозге, само по себе, мало что значит.

Физики сочинили какую-то теорию, пускай, подтвержденную экспериментально. Ну, и что?

Допустим, что мозг состоит из более мелких, чем нейроны-молекулы-атомы, элементарных единиц. Но это никак не проясняет механизмы (способы, принципы и т.д.) их взаимодействия.

Верно. Придётся нырнуть поглубже.

Для описания взаимодействия фермионов посредством бозонов на микро-уровне любой физической системы введено понятие «квант».