Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс - Сборник

Возможно, вы и так уже знаете, что наивный редукционизм склонен к излишнему упрощению. Но есть и другой момент. Вы не просто составной объект (это вы тоже уже знаете), но в определенном смысле вы и не человек. В вашем теле примерно 100 триллионов бактериальных клеток, в десять раз больше, чем клеток человеческого организма, и эти бактерии содержат в сто раз больше генов, чем ваши собственные клетки. И эти бактерии – не просто пассивные обитатели зоопарка, который вы из себя представляете. Они самоорганизуются в сообщества у вас во рту, в пищеварительном тракте и других частях тела, и эти сообщества – микробиомы – управляются разнообразными и динамичными способами конкуренции и сотрудничества различных бактерий, что и позволяет нам жить.

В последние несколько лет геномика дала нам инструмент для исследования микробиомы: идентификацию микробов по цепочкам их ДНК. Исследования еще не завершены, но уже сейчас сделаны поразительные открытия. Благодаря своим микробам младенец лучше переваривает материнское молоко. А способностью усваивать углеводы вы в значительной степени обязаны энзимам, которые могут быть выработаны только генами – причем не вашими, а вашей микробиомы. Ваша микробиома может быть повреждена – например, из-за лечения антибиотиками, – причем в некоторых исключительных случаях настолько, что в нее могут вторгнуться опасные монокультуры вроде Clostridium difficile, а это угрожает вам смертью.

Возможно, самым замечательным было открытие оси пищеварительный тракт – мозг: ваша желудочно-кишечная микробиома способна порождать маленькие молекулы, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и влиять на состояние вашего мозга. Хотя механизм этого воздействия пока не до конца ясен, появляется все больше свидетельств того, что микробиома может быть значительным фактором в возникновении таких мозговых нарушений, как депрессия и расстройства аутистического спектра.

Короче говоря, вы можете представлять собой коллективную собственность, управляющуюся тесным взаимодействием ваших компонентов.

Итак, возможно, это верно, что вы не индивидуальны (во всяком случае, в одном из смыслов этого слова). А как насчет ваших микробов? Похоже, ваша микробиома – это тоже система сильных взаимодействий: микробы формируют внутри вас тесные колонии и не только обмениваются химическими веществами для метаболизма, но и взаимодействуют, испуская молекулы. Они даже могут передавать друг другу гены и в некоторых случаях делают это, отвечая на сигнал, который издает нуждающийся реципиент, – своего рода бактериальный крик о помощи! Отдельно взятый, изолированный микроб ничего подобного не делает, так что это сложное поведение – коллективное свойство микробиомы, а не «индивидуального» микроба. Даже у микробов, номинально принадлежащих, казалось бы, к одному виду, есть геномы, отличающиеся по содержанию от их генов на 60 %. Вот вам и «интуитивное» понятие вида! Это еще одна слишком антропоморфная научная идея, неприложимая к большинству аспектов жизни.

До сих пор я говорил о связях в пространстве. Но есть и связи во времени. Если материя, составляющая Вселенную, сильно взаимосвязана в пространстве, и мы обычно не думаем о ней, как о совокупности ее частей, то бессмысленно и связывать причину какого-либо события с каким-то из частей целого. Точно так же, как вы не можете связать спин протона с каким-то из его компонентов, вы не можете представить то или иное событие как следствие одной-единственной причины. К сложным системам неприменимы ни удобное понятие индивидуальности, ни буквальное понятие причинности.

Чем больше мозг животного, тем оно умнее

Николас Хамфри

Психолог, Дарвинский колледж, Кембридж. Автор книги Soul Dust: The Magic of Consciousness[8].

Чем больше мозг животного, тем оно умнее. Вы можете подумать, что связь здесь вполне очевидна. Достаточно посмотреть на эволюционную родословную человека. У нас мозг больше, чем у шимпанзе, и мы умнее, чем шимпанзе. А у шимпанзе мозг больше, чем у мартышковых, и они умнее, чем последние. Или, в качестве аналогии, давайте посмотрим на историю вычислительных машин в XX веке. Чем больше были машины, тем с большей силой они умели перемалывать числа. В 1970-е годы новый компьютер у меня на факультете занимал целую комнату.

Со времен френологии XIX столетия и до появления технологий сканирования мозга в XXI веке было принято считать, что объем мозга определяет когнитивную способность. В частности, в любом современном учебнике вы найдете утверждение о том, что размер мозга разных видов приматов причинно связан с их социальным интеллектом. Признаю, что ответственность частично лежит на мне, потому что в 1970-х я сам отстаивал эту идею. Но уже многие годы я испытываю подозрение, что она неверна.

С ней не согласуется слишком много упрямых фактов. Начать с того, что нам известно, что некоторые младенцы рождаются, имея всего две трети нормального объема мозговой ткани, и при этом во взрослом состоянии не проявляют практически никакого дефицита когнитивных способностей. Мы знаем, что в ходе нормального развития человеческого мозга он уменьшается по мере развития когнитивности (известный пример – это изменения в «социальном мозге» во время взросления, когда между десятью и двадцатью годами объем серого вещества в коре уменьшается примерно на 15 %). И что самое удивительное, мы знаем, что некоторые весьма далекие от человека животные – например пчелы или попугаи – могут воспроизводить многие умения человеческого интеллекта, при том что мозг пчелы в миллион раз, а мозг попугая в тысячу раз меньше мозга человека.

Ключ к разгадке тут, конечно же, в программировании: для качества когнитивного функционирования важно не столько аппаратное обеспечение мозга, сколько программное, не «железо», а софт. Более умному софту не нужен аппарат большего размера (на самом деле, как показывает сокращение объема коры по мере взросления, ему нужен аппарат более компактный). Это верно, что программы, которые дают выдающиеся результаты, нуждаются в очень тщательном проектировании – и это происходит либо в ходе естественного отбора, либо в ходе обучения. Но с момента, когда они начинают работать, они не так требовательны к «железу», как более старые версии. Что касается особого случая социального интеллекта, то я бы сказал, что алгоритм для решения проблем «теории разума» может быть написан на обороте почтовой открытки и запущен на iPhone. В таком случае мало смысла остается в широко распространенном предположении, что человеческий мозг должен удвоиться в размере, чтобы человек стал способен к «чтению мыслей второго порядка».

Тогда почему человеческий мозг в ходе эволюции удвоился в объеме? Почему он, по-видимому, гораздо большего размера, чем нужно для поддержания нашего интеллектуального уровня? Ведь построение и поддержание большого мозга, безусловно, стоит очень дорого. И если мы хотим отправить в отставку «очевидную теорию», вынесенную в заголовок этой статьи, то чем ее можно заменить? Берусь предположить, что ответ заключается в преимуществах, которые обеспечивает наличие большого объема когнитивного резерва. У большого мозга есть свободные мощности, которые можно задействовать, если и когда его работающие части повреждаются или изнашиваются. Став взрослым, человек – как и другие млекопитающие – начинает утрачивать значительную часть мозговой ткани из-за несчастных случаев, кровоизлияний и деградации. Но, поскольку человек может обращаться к этому когнитивному резерву, ущерб не обязательно проявляется. Это означает, что человек может сохранить свои умственные способности до достаточно преклонного возраста – наши предки с мозгом меньшего объема становились недееспособными гораздо раньше. (И, если уж на то пошло, у несчастного, кто родился с необычно маленьким мозгом, гораздо больше шансов впасть в старческое слабоумие уже после сорока.)

Правда, многие из нас умирают по другим причинам, так и не задействовав всю мощь мозга. Зато другие живут значительно дольше, чем могли бы, будь их мозг вполовину меньше. Так какие же эволюционные преимущества дает большая продолжительность жизни – а тем более характерная для человека продолжительность пострепродуктивной жизни? Ответ, безусловно, состоит в том, что люди – в отличие от всех остальных видов – могут пользоваться преимуществами от присутствия в их жизни интеллектуально адекватных дедушек и бабушек, прадедушек и прабабушек, чья роль в воспитании и обучении является ключевой для успеха человеческой культуры.

Большой взрыв был первым моментом времени

Ли Смолин

Физик, Институт «Периметр», Ватерлоо, Онтарио. Автор книги Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe[9].

В моей области фундаментальной физики и космологии главный претендент на отставку – идея о том, что Большой взрыв был первым моментом времени.