Роджер Пенроуз во время учебы в Кембридже посетил лекции физика Поля Дирака и математика Стина. Полученные знания о суперпозиции частиц и теореме Гёделя легли в основу его убеждения: человеческое сознание не является продуктом вычислений. В беседе с Джо Роганом физик объясняет, почему мозг нельзя считать биологическим компьютером и как Вселенная проходит через бесконечные циклы перерождений.
🧠 Почему мозг — это не алгоритм 1:11
Математическое понимание принципиально отличается от работы компьютерного алгоритма . Теорема Гёделя доказывает существование истинных утверждений, которые невозможно подтвердить формальными правилами . Если человек понимает правила системы, он видит истинность утверждения Гёделя, хотя сама система доказать его не может .
Этот разрыв между правилами и пониманием указывает на невычислимую природу сознания. Большинство законов физики — уравнения Ньютона, Максвелла и Эйнштейна — поддаются компьютерному моделированию . Однако процесс измерения в квантовой механике выбивается из этой логики. Уравнение Шрёдингера описывает эволюцию системы, но не объясняет, почему в макромире мы видим только один результат вместо суперпозиции .
Существующие физические законы не описывают момент принятия «решения» квантовой системой . Роджер Пенроуз считает, что именно в этом пробеле скрывается механизм работы сознания.
🔬 Микротрубочки и биология сознания 14:05
Анестезиолог Стюарт Хамерофф предположил, что ключевые процессы сознания происходят не на уровне нейронов, а внутри их цитоскелета . Микротрубочки — белковые структуры внутри клеток — могут поддерживать квантовое состояние достаточно долго для возникновения сознательного акта . В мозге эти структуры организованы иначе, чем в других органах, например, в печени .
Различия в осознанности действий связаны с архитектурой отделов мозга:
- Мозжечок содержит больше нейронов и связей, чем кора, но работает неосознанно .
- Кора (церебрум) отвечает за осознанное понимание и контроль .
- Пирамидальные клетки коры обладают специфической организацией микротрубочек .
Стюарт Хамерофф изучает действие газов для наркоза, которые обратимо отключают сознание . Эти газы влияют на микротрубочки, что подтверждает их роль в поддержании бодрствования .
🐘 Сознание в животном мире 24:51
Граница между человеческим и животным сознанием не является четкой . Слоны демонстрируют сложное поведение, отклоняясь от маршрута, чтобы посетить место смерти сородича и тактильно взаимодействовать с его костями . Африканские дикие собаки используют стратегическое разделение группы при охоте на антилоп, что требует взаимного понимания и коммуникации .
Осьминоги проявляют высокий уровень интеллекта и способности к планированию :
- Они меняют не только цвет, но и текстуру кожи для маскировки .
- Осьминоги способны выбираться из аквариумов, переходить в соседние резервуары для охоты и возвращаться обратно .
- В лабораторных условиях они могут ломать оборудование, если оно им надоедает .
Специфические белковые молекулы в синапсах — клатрины — имеют форму футбольного мяча с высокой симметрией . Благодаря эффекту Яна-Теллера в таких симметричных структурах могут сохраняться квантовые состояния, изолированные от внешнего шума .
🕳️ Математика черных дыр и сингулярности 44:37
Индийский ученый Чандрасекар в 1930 году рассчитал, что звезды массой более 1,44 солнечных не могут удерживать собственный вес и должны коллапсировать . В 1939 году Оппенгеймер и Снайдер создали модель коллапса пылевого облака в черную дыру . Однако их модель была идеально симметричной, что заставляло многих сомневаться в реальности сингулярностей в хаотичной Вселенной .
Роджер Пенроуз использовал топологические методы, чтобы доказать неизбежность появления сингулярности . Он применил аналогию «теоремы о причесывании ежа»: на сфере всегда найдется точка, где волосы нельзя уложить гладко . В центре черной дыры уравнения Эйнштейна «ломаются», достигая бесконечной плотности и кривизны .
Ключевые характеристики черных дыр:
- Масса определяет диаметр горизонта событий .
- Вращение было описано австралийцем Роем Керром в 1963 году .
- Любая сложная черная дыра быстро «успокаивается» и принимает стабильную форму решения Керра .
🌌 Конформная циклическая космология (CCC) 56:50
Эйнштейн ввел космологическую константу («лямбда») в 1917 году, чтобы сделать Вселенную статической, и позже назвал это своей главной ошибкой . Сегодня эта константа объясняет ускоренное расширение Вселенной, которое называют темной энергией . Согласно теории Роджера Пенроуза, наша Вселенная — это лишь один «эон» в бесконечной последовательности .
В далеком будущем останутся только фотоны, которые не «чувствуют» времени и массы . Используя конформную геометрию, можно «сжать» бесконечное будущее одного цикла и «растянуть» Большой взрыв следующего, соединив их . Черные дыры в конечном итоге испаряются через излучение Хокинга, высвобождая всю свою энергию .
Эта энергия проявляется в новой Вселенной в виде «точек Хокинга» в реликтовом излучении . Анализ данных со спутника Planck показал наличие таких горячих точек с уровнем достоверности 99,98% .
🛰️ Темная материя и поиск сигналов
В модели циклической Вселенной темная материя состоит из частиц, которые создаются при переходе между эонами . Эти частицы должны иметь массу около 10⁻⁵ грамма (масса блохи) и взаимодействовать только через гравитацию . Со временем они должны распадаться, испуская сигналы, которые потенциально может зафиксировать детектор LIGO .
Роджер Пенроуз скептически относится к идее параллельных мультивселенных, предпочитая последовательные циклы . Информацию между циклами могут передавать только безмассовые частицы, например, фотоны . Теоретически, сверхразвитые цивилизации из предыдущего эона могли бы кодировать информацию в этих частицах, чтобы передать её в будущее .
Для проверки теории коллапса волновой функции планируется использовать бозе-эйнштейновские конденсаты . Эти системы, охлажденные почти до абсолютного нуля, позволяют тестировать квантовую суперпозицию в макроскопическом масштабе .
