Алексей Мелких: эволюция изначально закодировала все знания в мозге, как в компьютере

08:55, 2 июля 2021

Люди не познают, а лишь пользуются заложенными в них программами, считает ученый вуза

По мнению Алексея Мелких, мозг подобен компьютеру. Фото: Илья Сафаров.

Профессор кафедры технической физики УрФУ Алексей Мелких выдвинул оригинальную теорию, которая по-новому объясняет основы математики, природу мышления и поведения как таковых. Выводы уральского физика удивляют: любой математический объект и процедура априорно «запечатлены» в человеческом мозге, имеют там физический носитель и подвергаются оцифровке в результате кодирования. Объемы памяти поддерживаются кубитами — квантовыми степенями свободы, действующими в нейронах. Статью с изложением своего учения Алексей Мелких опубликовал в международном научном журнале Symmetry.

Как нам удается обращаться с бесконечностями? Откуда берутся все новые и новые математические концепции? Почему мы вообще можем что-либо доказать в рамках математики? Ведь человеческий мозг способен хранить в памяти и применять только конечное число объектов. Сама математика на такие «простые» вопросы ответа не дает. Чтобы прояснить их, Алексей Мелких обратился к квантовой механике и нейробиологии.

«Согласно моим идеям мозг не приобретает новых знаний самостоятельно, а, получив и распознав тот или иной сигнал из внешней среды, в ответ на него выбирает и запускает наиболее подходящую из заложенных в него мыслительную и поведенческую программу. При частом „употреблении“, например, в случаях опасности, врожденные программы подключаются мгновенно, а в условиях неопределенности — не сразу, после нескольких повторений, это избавляет от избыточных реакций на случайности и уменьшает количество ошибок. Если же мозг так и не „опознал“ принятый сигнал, соответствующую априорную программу он не запускает. Иначе говоря, врожденные программы позволяют сознанию гибко реагировать на изменения в окружающей среде и приспосабливаться к ним», — объясняет Алексей Мелких.

Обучение, передача опыта от одного организма к другому происходит, если они находятся «на одной волне», то есть если в них заложены и в нужный момент «включаются» одни и те же врожденные программы. Другими словами, думая, что получаем новые знания с помощью обучения (скажем, изучая китайский язык или устройство Вселенной), мы, полагает Алексей Мелких, на самом деле приводим в действие определенные программы.

В приложении к математике, логически и на разнообразных примерах обосновывает ученый, это означает, что любые расчеты и доказательства возможны только потому, что «идеальный», истинный результат существует заранее и изначально «встроен» в мозг. Воспринимая его как новизну и восклицая знаменитое архимедовское «эврика!», мы не догадываемся, что до момента «открытия» просто имели дело с не полностью «идентифицированным» нами явлением.

«Допустим, мы интуитивно понимаем, что такое геометрическая фигура, например, прямая линия, но не знаем координаты всех точек, которые составляют ее. Таким образом, можно утверждать, что при доказательстве любой геометрической теоремы мы используем априорные данные, — рассуждает Мелких. — Возьмем теорему Пифагора. Основа ее доказательства — представления о подобии треугольников, пропорциональности их элементов. Процесс доказательства — это описание свойств чисел, которые характеризуют стороны и углы, а также числовые операции. Как мы доподлинно узнаем, что, если два угла в треугольниках равны, то для их сторон выполняются некие соотношения? Ведь определения каждого конкретного треугольника и его составляющих отсутствуют. Вместо этого лишь постулируется, что мы знаем их. Тем самым теорема Пифагора, как и любая другая, является просто записью априорных знаний о свойствах чисел».

Следовательно, можно утверждать, что направленная эволюция Вселенной (а не случайные мутации, как у Дарвина) создала мозг человека таким, что он приспособлен для познания математических объектов, процессов и закономерностей. Они, по мнению Алексея Мелких, зашифрованы в структуре мозга с помощью комбинаций нулей и единиц, в виде физических носителей — биологически важных молекул: ДНК, РНК, белков и, возможно, других. Именно так закодированы сведения о тех же точках, линиях, треугольниках, их вершинах и сторонах, углах и высотах.

Ученый предполагает, что мышление обеспечивается не только генетическими особенностями личности: управление с помощью 100 млрд нейронов и 100 трлн синаптических связей, существующих в мозгу, требует гораздо большего объема информации, чем закодировано в 3 млрд нуклеотидов — «кирпичиков», из которых состоят гены. Отсюда гипотеза Мелких о том, что дополнительный информационный ресурс заключается во взаимодействии с биологически важными молекулами нетривиальных квантовых эффектов — кубитов. Благодаря своей квантовой природе кубиты, в отличие от «классических» битов, могут находиться не только в состоянии нуля и единицы, но и в обоих состояниях одновременно. Именно кубиты организуют четкое и надежное функционирование ДНК, РНК и белков.

«Чтобы эффективно выполнять свои задачи, белок должен найти присущую только ему пространственную конфигурацию — так называемую конформацию. При этом он состоит из настолько большого количества аминокислот, что вариантов их комбинаций невероятное множество. Однако белок находит необходимую конформацию в течение всего лишь нескольких секунд и даже долей секунды. И это — следствие воздействия квантовых эффектов», — поясняет Алексей Мелких.

Кроме того, кубиты предположительно участвуют в формировании синаптических связей между нервными клетками.

«Важнейшие клетки мозга — нейроны, они по сложнейшей нейронной сети проводят нервные импульсы. Каждый нейрон можно сравнить с мегаполисом и даже страной: он связан с 10 тысячами себе подобных, причем не только с ближайшими „соседями“, но и теми, кто находится далеко. У нейронов есть помощники — клетки-глии, они не принимают непосредственного участия в организации мышления, но выполняют иммунные функции: „ползают“ по тканям и „редактируют“ нейронную сеть — „поедают“ все подозрительное, разрушают ненужные, малоиспользуемые контакты. Как объяснить то, что нейронные связи неслучайны и распространяются на большие расстояния? Как клетка-глия безошибочно прокладывает путь к своей цели в сложнейшей трехмерной структуре мозга, среди миллиардов нейронов? Почему она точно знает, какой именно участок ткани необходимо устранить, и выполняет свою работу предельно щепетильно, чтобы не нарушить работу мозга? С моей точки зрения, ответ — также в нетривиальных квантовых эффектах, кубитах. Они распознают молекулы и клетки и направляют их по строго размеченным маршрутам, к намеченным целям», — разъясняет Алексей Мелких.

Такова незаменимая роль кубитов в «системе зажигания» врожденных программ, которые обуславливают мышление и поведение. Таким образом, математика представляет собой операции, которые и реализуются благодаря различной организации кубитов как физических структур, и отражают их взаимодействия. Это можно сказать не только о геометрии, но и обо всех разделах математики, включая высшую. При этом, считает Алексей Мелких, в закодированном виде мозг использует их на уровне элементарной математики, «основы основ» — арифметики.

Нетрудно заметить, что, по представлениям Алексея Мелких, устройством и свойствами мозг подобен компьютеру: он также ограничен в емкости памяти, также кодирует информацию, также черпает готовые данные. Поэтому ни человеку, ни компьютеру не под силу установить бесконечно большие или малые числа, «множества множеств» и оперировать ими. В то же время, считает ученый, не исключено, что схожесть мозга и компьютера облегчит задачу совмещения их форм и возможностей в рамках дальнейшего развития направленной эволюции.

«Возможно, то, что сегодня кажется результатом свободного выбора, в действительности является следствием скрытой работы алгоритмов. Знать, что тобой управляет собственный мозг, не так уж приятно. Обнадеживает идея о том, что мышление реализуется посредством кубитов — нетривиальных квантовых эффектов. Ведь краеугольный камень квантовой механики — вероятность, и все алгоритмы, основанные на квантовых частицах, являются вероятностными. Если предположить, что вероятность служит обеспечением свободы воли и выбора, это решает проблему», — допускает Алексей Мелких.