За пределами знаний

«Каждый, кто серьезно занимается наукой, приходит к убеждению, что высшее начало, проявляющееся со всей очевидностью в законах Вселенной, значительно превосходит человеческий гений» (Альберт Эйнштейн).

«Вы должны быть готовы к сюрпризу, и очень большому сюрпризу» (Нильс Бор).

Продолжая рассматривать Вселенную по классической традиции – в качестве механизма, мы многого не достигнем в ее понимании. Вселенная – вовсе не набор отдельных составляющих в конфигурации работающего механизма. Даже квантовая механика остается всё той же механикой, только в ином масштабе и другой интерпретации. Вселенная – живой и разумный организм, в котором происходят живые процессы. Того, что уже нам известно о ее свойствах и характеристиках, вполне достаточно для такого утверждения. Можно ли назвать случайностью поразительную схожесть изображений крупномасштабных структур Вселенной и нейронных сетей человеческого мозга? А как можно объяснить примерно одинаковое количество атомов в клетке, клеток в живом организме, звезд в галактике и галактик во Вселенной?

Структура Вселенной

Структура мозга

Как известно, вода (оксид водорода) – основа жизни. Молекула воды (H2O) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а водород – самый распространенный элемент во Вселенной, доля которого составляет около 88,6 % всех атомов (примерно 11,3 % составляют атомы гелия, а 0,1 % – все остальные элементы). При этом водород присутствует во всех живых клетках, где на него приходится 63 % от общего числа атомов. Очень точно отражает суть первого элемента периодической системы химических элементов его название – Hydrogene (H), или лат. Hydrogenium. Оно было введено в употребление Антуаном Лавуазье и буквально означает – «рождающий воду». Ту самую, без которой, как утверждает наука, жизнь невозможна. Водород – первый химический элемент не только потому, что он самый распространенный, но еще и потому, что первым появился во Вселенной. Это основной «строительный материал» Метагалактики, ведь межзвездный газ почти полностью состоит из водорода. И зачем Вселенной столько «животворного» элемента, если жизнь, по мнению многих ученых, представляет собой единственное и неповторимое явление, а «человек разумный» считается чуть ли не ошибкой природы, поскольку обрел сознание вследствие случайной мутации? К сожалению, и на этот вопрос у науки ответа нет. В химический состав человеческого тела входит 75 % воды. При этом ее содержание в костях составляет 22 %, в мышцах – 75 %, в клетках – 82 %, в мозге – 86 % и в крови – 92 %. Интересно также, что нейрон и отдельный участок Вселенной имеют одну и ту же единицу частоты вибрации, хотя и в разной степени, конечно, поскольку этот показатель зависит от размера структуры. Случайность всё это или неизвестная науке закономерность?

Как эти научные факты убедительно связать с идеями безжизненности космоса, уникальности земной жизни и абсолютной случайности появления Homo Sapiens? В отрыве от жизни и сознания Вселенная превращается в нашем восприятии в пустую и бессмысленную абстракцию, в бесконечный ряд цифр и формул. Жизнь на Земле возникла не случайно, это лишь одна из ее многочисленных форм, которую мы называем биологической. «Случайность» – вынужденная уловка ума для оправдания своего незнания.

Еще относительно недавно (по историческим меркам, разумеется) утверждения древних мудрецов о подобии «большого» и «малого» и соответствии «верхнего» и «нижнего» можно было воспринимать как поэтические метафоры или даже беспочвенные философские фантазии. Ныне же вряд ли получится так легко от них отмахнуться. Собралось уже немало научных фактов, угрожающих если не разрушением, то хотя бы серьезным потрясением «железобетонному» основанию «классического» мировосприятия, присущего не только большинству людей вообще, но и очень многим служителям науки. Современные космологические данные и результаты исследований в области биологии человеческого организма не только не опровергают глубинный смысл древних «метафор», но всё чаще подтверждают их уместность и точность. Остается лишь удивляться гениальной проницательности мыслителей, живших десятки веков назад.

Комплексное представление об окружающей действительности, Ойкумене, особенно о мире большом – Вселенной в целом, формируется у нас постепенно, на протяжении всей жизни. Сложно переоценить значение науки в этом процессе. Вся система образования базируется на ее достижениях. Однако не следует считать науку неким хранилищем сакральных знаний. Это скорее огромная лаборатория, беспрерывно продуцирующая факты и цифры с последующей их аналитической обработкой и промежуточным осмыслением. Она не делает окончательных выводов, но способствует росту нашей Ойкумены.

Человеку, будь он ученым или простым обывателем, бывает невероятно трудно переосмысливать и переоценивать свои знания и представления в свете новых научных фактов. Ведь приобретенное им знание о себе и мире становится стержнем его личности, а это означает, что принятие нового знания неизбежно повлияет на его образ мыслей, возможно, даже жизненные ценности и, как следствие, поведение и поступки. Далеко не все открыты к подобным переменам. Многие из нас подсознательно сопротивляются любому внешнему вмешательству в свой привычный мир, опасаясь лишиться внутреннего комфорта, так долго и старательно достигаемого. Как бы то ни было, сама жизнь постоянно и почти незаметно вносит коррективы и в наше самосознание, и в наше мировосприятие, и, соответственно, в научные трактовки, описания, интерпретации и обоснования как уже давно известного, так и нового материала, получаемого с помощью современных технологических возможностей. Мир вокруг нас и в нас самих меняется, становится масштабнее, грандиознее и еще загадочнее. Наш мир растет, и наша судьба – расти вместе с ним.

Наука описывает уже известное, а как быть с еще неизвестным? И разве описание известного исчерпывает предполагаемое знание о возможном неизвестном? Вспомним историю об ихтиологе, изложенную астрофизиком Артуром Эддингтоном в книге «Философия физики» (1939). Образ ихтиолога, забрасывающего свои сети в океан, очень наглядно иллюстрирует существующую в науке ситуацию. Он приобрел широкую известность за прошедшие десятилетия, потому что не только сохранил, но и усилил свою актуальность. «Давайте представим, что некий ихтиолог изучает жизнь в океане. Он забрасывает в воду сети и вынимает на поверхность множество различных рыб. Изучая свой улов, он применяет обычную тактику ученого, чтобы систематизировать то, что он обнаружил. Он приходит к двум обобщающим выводам: нет ни одного морского существа длиной менее пяти сантиметров; все морские существа имеют жабры. Оба этих утверждения справедливы для его улова, и он делает предварительное предположение, что они будут справедливы и для последующих опытов, как бы часто он их не повторял. По этой аналогии, улов представляет собой основу знаний физической науки, а сеть – сенсорное и интеллектуальное оснащение, которое мы используем для его получения. Забрасывание сетей соответствует наблюдениям, ведь знания, которые не были или не могли быть получены путем наблюдения, не могут быть приняты для физической науки. Посторонний наблюдатель может высказать возражение о том, что первое обобщение неправильно. "Существует множество морских существ, длина которых составляет менее пяти сантиметров – просто ваша сеть не приспособлена для того, чтобы их поймать". Однако ихтиолог с презрением отметает это возражение. "Всё, что невозможно поймать в мою сеть, в силу самого факта, находится за пределами ихтиологических знаний. Иначе говоря: всё, что невозможно поймать в мою сеть, не является рыбой". Или, если перевести эту аналогию, если вы не просто выражаете свои догадки, а заявляете о неких знаниях о физической вселенной, полученных с помощью методов, отличающихся от методов физической науки и заведомо неподтвержденных такими методами, вы – метафизик».

Оглядываясь на историю развития науки и человечества в целом, мы можем допустить, что пределы наших способностей к познанию постоянно расширяются. Вместе с тем это не дает нам право утверждать, что нынешний уровень нашего развития уже достаточен для понимания фундаментального устройства Вселенной. Мы лишь конструируем видение мира исключительно в рамках собственных когнитивных возможностей. Пока мы не знаем о нем всё, нельзя пребывать в уверенности, что дело обстоит именно так, как мы думаем. А знать всё мы не будем никогда. Жизнь полна загадок и сюрпризов. Она уже многократно удивляла нас и наверняка продолжит удивлять.

Большой взрыв или вечная пульсация?

«Наше знание похоже на шар: чем больше он становится, тем более у него точек соприкосновения с неизвестным» (Герберт Спенсер).

«Так же, как увеличивается остров наших знаний, растет и наше невежество (Джон Уилер).

Согласно стандартной космологической модели, наблюдаемая нами Вселенная возникла из некой микроскопической точки, так называемой сингулярности (сверхплотного и сверхгорячего состояния вещества), в результате ее сверхбыстрого расширения, случившегося по неизвестной причине. Начальный момент этого расширения получил образное название – Большой взрыв. И с этой метафорой нельзя не согласиться, поскольку «взрыв», произошедший как минимум почти четырнадцать миллиардов лет назад, оказался настолько сильным, что стремительное расширение нашей Вселенной до сих пор продолжается, да еще и с ускорением, и конца этому ускоряющемуся расширению пока не видно. Однако далеко не все ученые согласны с этой версией рождения Вселенной. Например, астрофизик Ниайеш Афшорди весьма скептически относится к гипотезе о начальной сингулярности и полагает, что вначале Вселенная представляла собой четырехмерную черную дыру. «Всё, что физики знают о сингулярности, – это то, что оттуда могут вылетать драконы», – с иронией констатировал ученый. И действительно, общепринятая космологическая модель – модель горячего большого взрыва – описывает эволюцию Вселенной с момента начала ее расширения, но не говорит ничего существенного о предшествовавшем ему нулевом состоянии. Потому что в рамках этой модели сингулярность не поддается математическому описанию. Что можно сказать о ноле? Описание ноля – это нонсенс для математики. Астроном Бернард Ловелл так выразился о проблеме сингулярности: «В попытке физически описать исходное состояние Вселенной мы натыкаемся на препятствие. Вопрос в том, является ли это препятствие преодолимым. Может быть, все наши попытки научно описать исходное состояние Вселенной заранее обречены на неудачу? Этот вопрос, а также концептуальные трудности, связанные с описанием сингулярной точки в исходный момент времени, являются одной из основных проблем современной научной мысли».

Современная физика не знает, как и почему случился «большой взрыв» и что было до него. Собственно, в рамках теории большого взрыва эти вопросы считаются неуместными. Если время возникло вместе с «большим взрывом» (а это нисколько не противоречит теории относительности), то до начала расширения не существовало никаких «до», «после» или «сейчас». Для большинства физиков вопрос «что было до Большого взрыва?» звучит достаточно глупо, потому что до него не могло быть ничего по определению. Казалось бы, очень удобная позиция. Однако из-за нерешенной проблемы сингулярности она остается весьма шаткой. Если сингулярность – это феномен, находящийся за пределами возможностей математики, то его можно только принимать на веру, как, например, поступают религиозные люди в отношении церковных догматов. В христианском Новом Завете Евангелие от Иоанна начинается, по сути, с описания рождения Вселенной: «В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно было в начале у Бога. Всё чрез Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть...». Для любого христианина строки из Святого Писания являются непреложной истиной, не нуждающейся в каком-либо математическом обосновании. В науке же нет окончательных истин. Всё, что противоречит новым фактам и данным, подлежит пересмотру и переоценке. Тем более не может считаться истиной то, что не доказано. Однако концепция большого взрыва не только позволяет во многом объяснить эволюцию Вселенной, она ещё и красива при этом. Ее красота ничуть не уступает красоте любой из религиозных доктрин. Физики – большие эстеты, они неравнодушны к гармонии и симметрии. Их, пожалуй, можно назвать даже более утонченными созидателями и ценителями прекрасного, чем художников и поэтов. Красивая теория легко находит среди них сторонников и последователей. Теория большого взрыва была просто обречена на успех и широкое признание. А благодаря ее концептуальной созвучности с религиозными идеями о сотворении мира, перед ней не устояли даже высшие церковные иерархи, представляющие основные мировые религии.

Возможность существования черных дыр в космосе была предсказана точными решениями соответствующих уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Термин «черная дыра» (англ. black hole) появился гораздо позже. Впервые его употребил 29 декабря 1967 года на публичной лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное» Джон Арчибальд Уилер. Сама же концепция сверхмассивного тела, не излучающего свет и поэтому остающегося недоступным наблюдению, была изложена еще в 1784 году Джоном Мичеллом в письме, отправленном в Лондонское королевское общество. Он допускал существование множества таких объектов в космосе. Идея Мичелла не вызвала тогда особой заинтересованности среди ученых и, возможно, осталась бы потерянной для истории науки, но в 1796 году Пьер-Симон Лаплас обеспечил ей определенную известность, описав в своем труде «Изложение системы мира». Впрочем, в последующих изданиях этой книги Лапласа, упоминание о «черной звезде» Мичелла уже отсутствовало.

Современная концепция черных дыр основана на общей теории относительности. До 1967 года эти астрофизические объекты называли «сколлапсировавшими звездами» (англ. collapsed stars) или «застывшими звездами» (англ. frozen stars). По представлениям современной науки, существует несколько разновидностей черных дыр: звездной массы (от десяти до нескольких десятков солнечных масс), сверхмассивные (от миллиона до миллиардов солнечных масс), средней массы (от ста до десяти тысяч солнечных масс), первичные и квантовые. Две последние рассматриваются пока гипотетически. Впервые черная дыра была обнаружена в 1971 году. Ею стал галактический источник рентгеновского излучения в созвездии Лебедя, открытый несколько ранее, в 1964 году. Эта черная дыра, получившая название Лебедь X-1, находится на расстоянии 6070 световых лет от Солнца. Ее масса составляет неполные пятнадцать солнечных масс. В центре Млечного Пути расположена ближайшая к Солнцу сверхмассивная черная дыра – Стрелец A*, которая была открыта в 1974 году. До нее двадцать шесть тысяч световых лет, а ее масса превышает массу Солнца в четыре миллиона раз. И это относительно небольшая из известных на сегодня сверхмассивных черных дыр, среди которых есть гиганты, сравнимые по массе с компактной галактикой. Например, масса черной дыры, находящейся в галактике NGC 4889 в созвездии Волосы Вероники, эквивалентна двадцати одному миллиарду солнечных масс.

До недавних пор ученые думали, что масса черной дыры, расположенной в центре галактики, не может превышать 0,1% массы всей галактики или даже ее центральной области (балджа). Также предполагалось, что их массы всегда находятся в определенном соотношении: чем массивнее галактика, тем массивнее черная дыра в ее ядре. Но выяснилось, что не все сверхмассивные черные дыры подчиняются этим правилам. Астрофизические измерения показали, что компактная эллиптическая галактика с двойным ядром NGC 4486B в созвездии Девы содержит сверхмассивную черную дыру, чья масса составляет примерно 10% массы всей галактики. А в компактной линзовидной галактике NGC 1277 в скоплении Персея была обнаружена сверхмассивная черная дыра, масса которой составляет почти 60% массы балджа галактики и 15% массы всей галактики. Это около двадцати миллиардов масс Солнца, тогда как масса галактики NGC 1277 соответствует ста двадцати миллиардам солнечных масс. Считается, что в центрах большинства спиральных и эллиптических галактик находятся сверхмассивные черные дыры. На сегодняшний день обнаружено около тысячи астрофизических объектов, причисляемых к черным дырам. А всего, по заверениям ученых, существуют сотни миллионов таких объектов. Возможно, их даже гораздо больше. По мнению Стивена Хокинга, число черных дыр вполне может превышать число видимых звезд, которых только в нашей Галактике больше ста миллиардов.

Предполагается, что черных дыр средней (промежуточной) массы гораздо меньше, чем черных дыр звездной массы и сверхмассивных черных дыр. Ввиду их редкости, а также из-за труднодоступности для наблюдения, долгое время ученые вообще сомневались в реальности существования такой разновидности черных дыр. Несмотря на то что есть уже целый список кандидатов на роль черной дыры средней массы, астрофизикам пока удалось открыть лишь несколько космических объектов, которые с большой долей вероятности могут быть определены как черные дыры средней массы. В 2012 году был обнаружен гиперсветящийся источник рентгеновского излучения номер один (англ. Hyper-Luminous X-ray Source 1, или HLX-1). Этому объекту около двухсот миллионов лет, и он удален от Земли почти на двести девяносто миллионов световых лет. В 2014 году промежуточную черную дыру вычислили в галактике Сигара (англ. Messier 82, или M82) в созвездии Большой Медведицы. Объект с каталожным номером M82 X-1, масса которого превышает массу Солнца приблизительно в 428 раз, находится на расстоянии двенадцати миллионов километров от Земли. А в 2017 году астрофизики обнаружили черную дыру средней массы в центре шарового звездного скопления 47 Тукана, которое расположено на расстоянии 13 400 световых лет от Земли в созвездии Тукан. Звездное скопление 47 Тукана имеет солидный возраст – двенадцать миллиардов лет. В центрах других шаровых скоплений, как полагают ученые, тоже могут находиться подобного рода гравитационные объекты. Кроме того, соответствующие расчеты указывают на большую вероятность присутствия черных дыр средней массы в галактиках с малой светимостью.

Давняя гипотеза о существовании первичных черных дыр пока не нашла своего подтверждения, но она согласуется как с моделью большого взрыва, так и с общей теорией относительности. Как ученые полагают, первичные черные дыры могли образоваться в начальный момент расширения Вселенной в процессе коллапса крупных объемов газа, когда давление и температура были сверхвысокими, а плотность вещества характеризовалась неоднородностью. Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени. От Большого взрыва до черных дыр», впервые изданной в 1988 году, об этом написал следующее: «Можно рассмотреть и возможность существования черных дыр с массами, меньшими массы Солнца. Такие черные дыры не могли бы образоваться в результате гравитационного коллапса, потому что их массы лежат ниже предела Чандрасекара (1,4 массы Солнца. – Ю. Б.): звезды с небольшой массой могут противостоять гравитации даже в том случае, если всё их ядерное топливо уже израсходовано. Черные дыры малой массы могут образоваться лишь при условии, что вещество сжато до огромных плотностей чрезвычайно высокими внешними давлениями. Такие условия могут выполняться в очень большой водородной бомбе: физик Джон Уилер как-то вычислил, что если взять всю тяжелую воду из всех океанов мира, то можно сделать водородную бомбу, в которой вещество так сильно сожмется, что в ее центре возникнет черная дыра. (Разумеется, вокруг не останется никого, кто мог бы это увидеть!) Более реальная возможность – это образование не очень массивных черных дыр с небольшой массой при высоких значениях температуры и давления на весьма ранней стадии развития Вселенной. Черные дыры могли образоваться лишь в том случае, если ранняя Вселенная не была идеально гладкой и однородной, потому что лишь какую-нибудь небольшую область с плотностью, превышающей среднюю плотность, можно так сжать, чтобы она превратилась в черную дыру. Но мы знаем, что во Вселенной должны были присутствовать неоднородности, иначе всё вещество не сбилось бы в комки, образуя звезды и галактики, а равномерно распределилось бы по всей Вселенной».

По предположениям ученых, так называемые квантовые черные дыры могут возникать в результате ядерных реакций. Подтвердить экспериментально существование квантовых черных дыр пока не удается, поскольку для обнаружения в лабораторных условиях этих устойчивых микроскопических объектов требуется недостижимая на сегодня энергия. С их математическим описанием тоже не всё гладко складывается: сначала необходимо создать теорию квантовой гравитации. В итоге это привело бы к объединению гравитационного взаимодействия с остальными фундаментальными физическими взаимодействиями: электромагнитным, слабым и сильным. То есть к построению так называемой «теории всего». Главная трудность создания теории квантовой гравитации состоит в неразрешенности давнего конфликта между общей теорией относительности и квантовой механикой, которые основаны на совершенно разных принципах. Квантовая механика описывает свойства и взаимодействия микрочастиц на фоне внешнего пространства-времени. В общей теории относительности, напротив, пространство-время рассматривается как динамическая переменная самой теории: его геометрия и параметры непосредственно зависят от находящейся в нем массы-энергии. Среди многочисленных подходов в решении проблемы квантовой гравитации наиболее перспективными считаются два направления теоретической физики – теория струн и петлевая квантовая гравитация.

Теория струн построена на гипотезе, что вся материя состоит не из точечных частиц, а из вибрирующих одномерных протяжённых объектов – ультрамикроскопических квантовых струн, колебания которых интерпретируются как взаимодействия элементарных частиц во всем их многообразии. Квантовая теория струн появилась в начале семидесятых годов прошлого века. В середине восьмидесятых и середине девяностых годов она пережила два этапа бурного развития, которые называют суперструнными революциями. В результате первой из них возникли пять вариантов суперструнной теории. В ходе второй революции ученые пришли к выводу, что все пять версий тесно связаны друг с другом, а поэтому их можно рассматривать как различные предельные случаи единой фундаментальной теории. В этой обобщенной суперструнной теории, получившей довольно загадочное название – М-теория, основным объектом стала так называемая брана (многомерная мембрана, протяжённая двухмерная или многомерная n-брана). Многие ученые свято верят в перспективность теории струн, особенно ее самой продвинутой версии – М-теории, в то, что она, объединив в одно целое общую теорию относительности и квантовую механику, таки сумеет объяснить всё многообразие сил, организующих нашу Вселенную, и станет тем великим достижением, к которому человечество стремится тысячи лет. Теория струн уже лет двадцать считается почти законченной. За это время она значительно усложнилась, но, несмотря на общие усилия тысяч физиков-теоретиков, к завершению пока еще не готова.

Теория петлевой квантовой гравитации совершенно иначе подходит к описанию квантовогравитационных явлений, чем другие физические теории, в том числе суперструнные. Она концентрируется не столько на содержании пространства-времени, сколько на его структуре и свойствах. Петлевая квантовая гравитация основана на идее дискретности пространства-времени. Это означает, что оно представляет собой сеть, образованную квантовыми ячейками, которые соединены между собой таким способом, что на малых масштабах имеют дискретную и динамическую структуру, а с его увеличением постепенно переходят в непрерывное состояние. Предполагается, что внутри ячеек существует некое поле, которое управляет их соединениями и состоянием. Теория петлевой квантовой гравитации поддерживает космологическую гипотезу пульсирующей Вселенной. Согласно этой модели, расширение начинается после сжатия, достигшего определенного критического значения, но не дошедшего до нулевой точки. Расширение Вселенной продолжается до тех пор, пока гравитация не начнет его тормозить и не последует очередное сжатие. У этого процесса нет ни начала, ни конца: пульсирующая Вселенная – это бесконечная смена фаз расширения и сжатия. Однако гравитация может остановить и обратить вспять расширение лишь при условии, что таинственная темная материя имеет плотность больше единицы. Какова ее плотность на самом деле, ученым остается пока только гадать, так как о темной материи им почти ничего не известно и даже о самом ее существовании они могут судить исключительно по косвенным доказательствам.

Впрочем, концепция вечно пульсирующей Вселенной ничуть не уступает в очаровании концепции большого взрыва. К тому же она автоматически снимает с повестки дня каверзный вопрос о конечной судьбе Вселенной, ответ на который концепция большого взрыва дать не может. Возможно, многим этот образ покажется еще более масштабным и величественным. Да и у креационистов он не должен выбивать почву из под ног. Если Создатель вечен, то и создание его должно быть вечным, без начала и конца.

Голографическая парадигма

«Вселенная со всеми своими элементами, включая нас самих, в действительности является гигантской целостной системой, в которой всё взаимозависимо, что далеко не всегда очевидно. Всё, что доступно осязанию и существует в мире обособленно – скалы, океаны, леса, животные и люди, – представляет собой видимый уровень мироздания. Однако все эти вещи и явления только кажутся обособленными, в действительности же они связаны между собой на глубинном уровне высшей целостности – скрытого порядка, который просто не доступен нашим органам восприятия. Мир подобен гигантской космической голограмме» (Дэвид Бом).

Открытие Габора сыграло решающую роль в появлении гипотез Бома и Прибрама. Но, несмотря на то что принцип голографии стал достоянием науки лишь в середине прошлого столетия, близкие ему по смыслу идеи возникали и раньше. Триста лет назад Готфрид Лейбниц постулировал в своей «Монадологии», что Вселенная состоит из монад, а в каждой из них содержится информация обо всей Вселенной: «Каждую частицу материального мира можно представить как сад, полный растений, как водоем, полный рыб. При этом каждая веточка растения, каждая рыбка, каждая капля росы является таким же садом или таким же водоемом». Согласно Лейбницу, пространство и время не имеют собственной реальности, они не существуют сами по себе, но вытекают из существования других реальностей. Пространство проявляется в порядке размещения сосуществующих тел и определяет их местоположение относительно друг друга, а время представляет собой последовательность расположения этих тел. Пространство и время – это субъективные феномены, способы восприятия монад, живых созданий. Лейбниц в своей концепции времени определял эти феномены как малые восприятия, характерные для монад. Он писал: «…действие …малых восприятий гораздо более значительно, чем это думают. Именно они образуют те не поддающиеся определению вкусы, те образы чувственных качеств, ясных в совокупности, но не отчетливых в своих частях, те впечатления, которые производят на нас окружающие нас тела и которые заключают в себе бесконечность, – ту связь, в которой находится каждое существо со всей остальной Вселенной. Можно даже сказать, что в силу этих малых восприятий настоящее чревато будущим и обременено прошедшим, что всё находится во взаимном согласии… и что в ничтожнейшей из субстанций взор, столь же проницательный, как взор божества, мог бы прочесть всю историю Вселенной…».

Две с половиной тысячи лет назад Анаксагор из Клазомен, основатель афинской философской школы, утверждал в своем труде «О природе», что «всё содержится во всём» и «из всего происходит всё». Анаксагор учил, что мир состоит из бесконечного множества частиц, или «семян вещей», которые способны делиться до бесконечности, но при этом сохраняют свою качественную определенность. Каждая часть «семян» подобна любой другой части и всему целому, поэтому древние философы называли эти частицы гомеомериями («подобочастными»). Ничего не возникает и не исчезает, считал Анаксагор, но образуется лишь из трансформации уже существующего. Идея единства всего сущего и содержания целого в каждой из мельчайших его частей существует с незапамятных времен. Она находила свое выражение в трудах и учениях многих мыслителей Востока и Запада на протяжении столетий и даже тысячелетий. «Как могли эти идеи возникнуть за много тысячелетий до изобретения математического аппарата, позволяющего их объяснить? Возможно, в голографическом – частотном – состоянии четыре тысячи лет назад – это завтра», – размышлял Прибрам.

В течение более трех десятков лет идеи Дэвида Бома и Карла Прибрама академическая наука старалась по возможности просто не замечать, но нередко взгляды этих ученых подвергались резкой критике со стороны их наиболее ортодоксальных оппонентов. Особенно доставалось Бому. Его прежде безупречная в академической среде репутация изрядно пострадала от не в меру рьяных нападок. Несмотря на непонимание и неприятие многими коллегами его научных взглядов и идей, Бом с увлечением и упорством настоящего ученого работал над голографической моделью Вселенной до конца своей жизни. Ныне гипотезы Бома и Прибрама составляют основу голографической парадигмы. Примерно с середины девяностых годов к этому направлению исследований стало подключаться всё больше ученых. Также растет число тех, кто считает, что из всех существующих на сегодня моделей мироустройства голографическая модель, с учетом известных науке данных, предлагает наиболее точное и полное описание Вселенной. По мнению некоторых исследователей, она способна разрешить многие загадки и парадоксы, которые до сих пор еще не объяснены наукой. В рамках голографической парадигмы даже так называемые паранормальные явления можно рассматривать как часть природы. Станислав Гроф в своей книге «За пределами мозга», опубликованной в 1985 году, в связи с этим отметил: «Холономный подход предлагает потрясающие новые возможности, касающиеся некоторых экстремальных паранормальных явлений, постоянно освещаемых в духовной литературе и считающихся абсурдом в механистической науке. Психокинез, материализация и дематериализация, левитация и другие сверхнормальные способности (или сидхи), демонстрирующие власть ума над материей, вполне заслуживают в этой связи научной переоценки. Если основные положения холономной теории о явном и неявном порядках отражают реальность с достаточной степенью точности, то вполне допустимо, что некоторые необычные состояния сознания могут опосредовать прямое переживание неявного порядка и даже вмешательство в него. Таким образом, можно видоизменять явления феноменального мира, влияя на порождающую их матрицу. Такого рода вмешательство будет совершенно непостижимым для механистической науки, поскольку оно минует обычную цепь линейной причинности и не связано с преобразованием энергии в рамках явного порядка, как он нам известен».

Благодаря исследованиям Герарда т'Хоофта, голографическая модель Вселенной после двух десятков лет пребывания на периферии научного интереса оказалась в центре внимания ведущих физиков-теоретиков. Еще в 1972 году Яаков Бекенштейн предположил, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее поверхности. Также он сформулировал обобщение для второго закона термодинамики, касающееся в том числе и систем черных дыр. Надо заметить, что Стивен Хокинг первоначально отвергал идеи Бекенштейна, но затем признал свою неправоту и в 1974 году подтвердил оба его предположения. Спустя десятилетие, исследуя энтропию уже в качестве меры информационной емкости, Бекенштейн пришел к мысли, что вся информация об объекте ограничивается площадью его внешней поверхности. Это открытие устраняет парадокс неизбежного исчезновения информации, который возникает при гипотетическом испарении черных дыр («излучении Хокинга»). Бекенштейну удалось доказать, что вся содержащаяся в трехмерном объекте информация может сохраняться в оставшихся после его аннигиляции двухмерных границах. Подобным образом информация о трехмерном объекте хранится в двухмерной голограмме. К 1994 году т'Хоофт, основываясь на работах Бекенштейна, сформулировал голографический принцип, согласно которому пространство-время представляет собой не сплошной континуум, а совокупность микроскопических пространственно-временных гранул, или квантов.

В качестве инструмента теоретических исследований голографический принцип применим к пространству-времени любых размерностей. Например, трехмерный континуум представляет собой внешнюю границу четырехмерного, а четырехмерный – пятимерного. Этот принцип был подтвержден в 1997 году результатами теоретических исследований Хуана Малдасены, которые показали, что физические законы гипотетической четырехмерной вселенной совпадают с физическими законами ее пятимерной проекции. Малдасена использовал голографический принцип в теории струн, призванной объединить все известные фундаментальные взаимодействия, для объяснения основного противоречия между ОТО и квантовой механикой – проблемы гравитации – самого большого «камня преткновения» на пути теоретической физики к вожделенной «теории всего». Согласно интерпретации Хуана Малдасены, гравитация действует только во вселенной-проекции, тогда как во вселенной-источнике она отсутствует. Безгравитационная вселенная имеет число измерений на одно меньше, чем ее гравитационная проекция. Если представить универсум в виде сферы, то ее внутренне содержание будет трехмерной проекцией ее двухмерной поверхности. Физик-теоретик и популяризатор науки Брайан Грин так объясняет эту концепцию в своей книге «Ткань космоса: Пространство, время и структура реальности»: «Если максимум энтропии в любой заданной области пространства пропорционален площади поверхности этой области, а не ее объему, тогда, возможно, подлинные, фундаментальные степени свободы – атрибуты, способные вызывать беспорядок, – на самом деле пребывают на поверхности области, а не внутри нее. То есть возможно, что реальные физические процессы Вселенной происходят на тонкой удаленной поверхности, окружающей нас, а всё, что мы видим и переживаем, является попросту проекцией тех процессов. Иными словами, возможно, что Вселенная подобна голограмме».

Гипотезу Малдасены научное сообщество встретило положительно, так как она не содержала чего-то абсолютно нового и непривычного для большинства ученых, но представляла собой лишь несколько иной взгляд на давно известные причины. К тому же Малдасена предложил путь к решению существующих противоречий в теоретической физике в рамках теории струн, которая к тому времени имела много сторонников и уже считалась основным претендентом на звание будущей «теории всего». К работе по проверке гипотезы подключилось несколько групп исследователей. Команда физиков из университета Ибараки во главе с Йосифуми Хиякутаке, основываясь на теории струн, провели две серии вычислений: для модели квантовой черной дыры и для модели вселенной с отсутствующей гравитацией. Они вычислили ряд свойств и характеристик черной дыры, предсказанных теорией струн: внутреннюю энергию, энтропию, положение горизонта событий и многие другие. Такие же вычисления ученые сделали для безгравитационной вселенной. Итоговые расчеты по обеим моделям оказались одинаковыми, а поэтому идеально вписались в предложенную Малдасеной гипотетическую модель голографической вселенной. Результаты проведенных исследований ученые опубликовали в 2013 году. Конечно, экспериментально подтвердить существование безгравитационной вселенной ученые не могут, однако теорию Малдасены им удалось обосновать своими математическими расчетами достаточно убедительно.

Один из создателей теории струн, профессор теоретической физики Стэнфордского университета Леонард Сасскинд сказал следующее о значимости этого исследования: «Возможно, впервые они подтвердили вычислениями то, что, как мы были уверены, должно было быть правдой, но всё еще оставалось под вопросом. А именно то, что термодинамика некоторых черных дыр может быть произведена во вселенной с меньшим числом измерений». Хуан Малдасена отметил, что исследованные командой Хиякутаке модели вселенных не идентичны той, в которой мы живем: «Космос с черной дырой существует в десяти измерениях, восемь из которых образуют восьмимерную сферу. Параллельная безгравитационная Вселенная имеет всего одно измерение и ее многочисленные квантовые частицы больше похожи на идеальные пружины или гармонические осцилляторы, прикреплённые друг к другу». Однако полученные результаты обнадеживают. Возможно, в будущем удастся описать и нашу Вселенную в рамках квантовой теории. Несмотря на то что плоская вселенная-источник и ее трехмерная проекция – наша Вселенная – физически отличаются друг от друга, их математические модели практически совпадают, а это означает, что наблюдаемым в космосе и на Земле гравитационным эффектам можно найти объяснение с помощью квантовой теории параллельной плоской безгравитационной вселенной.

В том же направлении проводит исследования группа ученых под руководством астрофизика и математика Костаса Скендериса. Их наработки, посвященные объединению отрицательно искривленного пространственно-временного континуума и плоского, были опубликованы в 2013 году в журнале Physical Review D. В математической модели Скендериса прослеживается удивительная связанность плоского пространства-времени и отрицательно искривленного, число измерений которого находится за пределами нашего восприятия. Согласно голографической модели Вселенной, вся информация, из которой состоит привычная для нас физическая реальность, содержится на двухмерной плоскости. Этот фундаментальный уровень Вселенной подчиняется законам, похожим на законы электромагнетизма. «Представьте себе, что всё, что вы видите, чувствуете и слышите в трех измерениях (а также ваше восприятие времени), – объясняет Костас Скендерис, – на самом деле исходит из плоского двухмерного поля. Как в обычных голограммах, где трехмерное изображение закодировано в двухмерной поверхности, например в голограмме на кредитной карте. Только тут вся Вселенная закодирована». Ученые продолжают исследования, надеясь найти больше связей между плоским пространством-временем, отрицательно искривленным пространством-временем и голографией. «Традиционные теории того, как работает наша Вселенной, – говорит Скендерис, – сводятся к индивидуальному описанию самой ее природы, но каждая из них рушится в какой-то момент. Наша конечная цель – найти новое комбинированное понимание Вселенной, которое будет работать во всех направлениях».

Новый взгляд на мир

«Наш мозг математически создает «конкретную» действительность, интерпретируя частоты из другого измерения, являющегося первичной структурой, существующей вне пространства и времени. Мозг представляет собой голограмму, интерпретирующую голографическую Вселенную» (Мэрилин Фергюсон: «Меняющаяся реальность Карла Прибрама», 1978).

Стандартная космологическая модель описывает химический состав наблюдаемой Вселенной, фундаментальные взаимодействия элементарных частиц и состоящих из них физических тел, а также эволюцию крупномасштабных структур Метагалактики. Всё это называется описанием развития Вселенной как целого. Но в этом «целом» почему-то не нашлось места явлению, без которого никакого описания не было бы в принципе. Стандартная космологическая модель, как и другие космологические модели, и сама наука, да и все без исключения представления о мире, – это целиком и полностью продукт человеческого сознания. Можно допускать или не допускать возникновение и существование чего-либо, от элементарной частицы до Вселенной, без создателя (это зависит от мировоззрения), но уж никак нельзя согласиться с возможностью появления описания чего-либо, если нет того, кто описывает. А если он описывает «целое», то почему не включает себя в описание? Потому что оппонирует «целому» или потому что отождествляет свое понимание действительности с самой действительностью? Ложная объективность ведет к когнитивному противоречию. Мы создаем картину мира, но отделяемся от своего создания и называем себя наблюдателями объективной реальности. Периодически под напором новых данных и открытий, ставящих под сомнение факты, считавшиеся правильными, мы признаём прежнюю картину ошибочной и создаем другую, однако продолжаем верить, что наша роль ограничивается лишь функцией бесстрастного наблюдения. Наблюдатель остается наблюдателем, пока не начинает интерпретировать увиденное. С этого момента он становится автором описания, а любое описание обречено на обусловленность и субъективность. В концепции голографической Вселенной Дэвида Бома сознание и жизнь не только не отделяются от описания мироустройства, но определяются как фундаментальные свойства Вселенной, без которых она не существовала бы. Если наш мир целостен, то он целостен во всем своем многообразии и только кажется разделенным на якобы независимые объекты и явления, которые осуществляют разовые или постоянные взаимодействия, необходимые при возникновении тех или иных внешних обстоятельств.

Нейрофизиолог и нейропсихолог Карл Прибрам пришел к идеям холономной парадигмы примерно в те же годы, что и физик Дэвид Бом. Но если Бом нашел в голографическом принципе удачную аналогию для иллюстрации своей концепции имплицитного и эксплицитного порядка, изучая внешнюю реальность, то Прибрам стал приверженцем модели голографической Вселенной в результате многолетних исследований внутреннего мира человека. Энтони Пик в своей книге, изданной в 2006 году под названием «Есть ли жизнь после смерти?: Почему наука воспринимает всерьез представление о загробной жизни», так об этом выразился: «Дэвид Бом полагал, что вся Вселенная работает как совмещенное голографическое изображение. В своих размышлениях он шел от внешнего мира к внутреннему, а Прибрам мыслил от обратного, рассматривая голограммы прежде всего как ответ на проблемы внутреннего мира, человеческого разума. Важной частью теории Бома была идея, что мы никогда не воспринимаем визуальную реальность непосредственно. Мы знакомимся с миром изображений посредством линз. Мы наблюдаем Вселенную через телескопы, изучаем внутренний мир частиц при помощи микроскопов, определяем состав вещества посредством спектрометрии, и в то же время мы видим всё благодаря главной линзе – человеческому глазу». Карл Прибрам предположил, что мозг сам представляет собой своеобразную линзу, которая собирает внешние сенсорные сигналы и преобразовывает их во внутреннее восприятие. Подобно тому, как остается размытым изображение на голографической пластинке, пока направленный на нее лазерный луч не создаст трехмерную картинку, остается неопределенной и Вселенная, пока из ее непроявленного потенциала линза головного мозга не сформирует в нашем восприятии знакомый и привычный для нас мир. «Возможно, реальность не такая, какой мы ее видим собственными глазами, – писал по этому поводу Прибрам. – Если бы у нас не было этой линзы – математики, выстраиваемой нашим мозгом, мы бы, возможно, знали другой мир, организованный в форме частот. Нет пространства, нет времени – только события. Можно ли в таком домене разглядеть реальность?»

Карл Прибрам начинал свою научную деятельность в области экспериментальной нейрохирургии. Долгие годы он изучал один из самых загадочных феноменов мозга – память. Вместе со своими сотрудниками Прибрам провел множество исследований, пытаясь раскрыть самую большую тайну памяти – ее точное местонахождение в мозге. Поисками ответа на вопрос, в каком отделе мозга хранятся воспоминания, занимались на протяжении десятилетий многие нейрофизиологи и нейропсихологи, в том числе Карл Лешли, старший коллега и наставник Прибрама. Еще в 1929 году в книге «Механизмы мозга и разум» Лешли изложил результаты своих изысканий по проблеме локализации физиологических и психологических функций мозга. В ходе экспериментов с крысами Лешли обнаружил, что какой бы участок мозга он у них не удалял, условные рефлексы, сформированные у крыс до операции, сохранялись. Результаты опытов Карла Лешли однозначно указывали на несостоятельность прежних представлений о мозговой локализации: память хранится не в каком-то определенном участке головного мозга, но во всех частях его коры, а интенсивность воспоминаний зависит от общего числа активных нейронов. Поскольку найти объяснение такому удивительному свойству памяти никому не удавалось, исследования в этом направлении продолжались и далее. В науке окончательных ответов не существует, любой из них лишь дает возможность сформулировать новый вопрос.

За вопросом «где?» следовал вопрос «как?». Карл Прибрам искал концептуальное решение загадки памяти, которое помогло бы ученым существенно продвинуться в понимании природы мозга в целом. В начале шестидесятых годов он узнал о недавно открытом в физике методе получения объемных изображений – голографии. Тщательное изучение этого замечательного научного достижения позволило Прибраму увидеть принципиальное сходство между устройством голограммы и работой мозга. Ученый понял, что нашел объяснение, которое так долго и безуспешно искали нейрофизиологи и нейропсихологи. Память содержится не в отдельных нейронах и не в группах нейронов, как предполагалось ранее, а распределена во всей мозговой ткани и формируется как интерференционная картина нервных импульсов, подобно тому, как в голограмме происходит запись информации об объекте. Как любая часть голограммы содержит информацию обо всем объекте-оригинале, так и любая часть мозга содержит весь объем памяти. Карлу Прибраму голограмма послужила метафорой, с помощью которой он предложил решение для ряда нейронаучных проблем. Но в более широком смысле она стала удачным образным выражением холономных идей, к которым Прибрам, как и Бом, пришел после многих лет научных изысканий, один – в области нейропсихологии, другой – в области теоретической физики. Познакомившись с трудами Дэвида Бома и его концепцией голографической Вселенной, Карл Прибрам еще больше укрепился в своей научной позиции и получил дополнительный стимул к дальнейшему развитию голографической модели мозга. «Значение холономной реальности, – отмечал Прибрам, – состоит в том, что она создает то, что Дэвид Бом называет "свернутым", или "скрытым", порядком, который одновременно является всеобщим порядком. Всё содержится во всем и распространено по всей системе. Посредством наших органов чувств и телескопов – линз вообще – мы открываем, разворачиваем этот свернутый порядок. Наши телескопы и микроскопы даже называются "объективами". Так мы и познаём суть вещей: с помощью линз в наших органах чувств делаем из них объекты. Не только глаза, но также кожа и уши являются структурами, состоящими из линз. Дэвиду Бому мы обязаны пониманием того, что во Вселенной существует некий скрытый порядок, который является внепространственным и вневременным в том смысле, что пространство и время находятся в нем в свернутом виде. Сейчас мы можем утверждать, что мозг также функционирует в холономной сфере... Однако этот холономный порядок не является пустотой; это наполненное и текучее пространство. Открытие этих свойств холономного порядка в физике и в области исследований мозга заинтересовало мистиков и ученых, знакомых с эзотерическими традициями Востока и Запада, и заставило задаться вопросом: не это ли было содержанием всего нашего опыта?»

В 1971 году Карл Прибрам опубликовал книгу под названием «Языки мозга. Экспериментальные парадоксы и принципы нейропсихологии», в которой выдвинул гипотезу о голографическом принципе функционирования мозга. Хотя эту книгу многие называют классическим трудом по нейропсихологии, она пока не стала общепризнанной в области нейронаук: авторы базовых учебников по нейрофизиологии до сих пор упорно игнорируют работы Прибрама. Всё же его идеи были услышаны и даже нашли и продолжают находить немало сторонников среди ученых, свободных от мировоззренческого или бюрократического давления «официальной» науки. Книга «Языки мозга», по заявлению самого автора, была написана с целью «решить проблему взаимоотношений между мозгом, сознанием и поведением...». Решение оказалось весьма неординарным и многообещающим, а в целом для науки – достаточно революционным, чтобы она смогла мягко проигнорировать его. Однако зерно идеи было вброшено, и оно подспудно вызревало десятилетиями, чтобы прорасти уже в новых условиях, более подходящих для дальнейшего развития. В послесловии к своей книге Карл Прибрам писал: «Наблюдения, указывающие на то, что мозг и особенно зрительная система организованы как по голографическому, так и по структурному принципу, вновь выдвигают проблему изоморфизма в отношении между физическим миром и восприятием. Эта проблема возникает потому, что функция зрительной системы в значительной мере организована голографически. На это указывает возможность преобразований сетчаточных образов, сохраняющих свою константность. Однако сетчаточный образ строится с помощью оптической системы глаза на основе тех же самых преобразований. Поэтому не исключено, что оптические системы глаза конструируют образ, отбирая специальные явления из объективной картины мира. Возможно, что всё сказанное позволит нам глубже проникнуть и в закономерности других явлений, наблюдаемых при изучении внешнего мира. Д. Бом из Лондонского университета недавно тщательно проанализировал современные парадоксы и проблемы, связанные с теорией относительности и квантовой физикой. Он высказал мысль, что эти противоречия возникли от того, что наши представления об организации наблюдаемых явлений в значительной мере зависят от тех аппаратов, с помощью которых осуществляется наше восприятие. Парадоксы возникли тогда, когда стала применяться такая аппаратура, как интерферометры (анализаторы пространственной частоты). Следовательно, можно думать, что голография и является концепцией, которая поможет существенно углубить наши знания. Таким образом, ученые приходят к мысли о том, что внешний мир построен по голографическому и структурному принципам, подобно тому, как мы пришли в этой книге к выводу о голографической и структурной организации нервной системы…».

Дэвид Бом стал приверженцем голографической модели Вселенной после разочарования в общепринятых теориях, не способных дать удовлетворительное объяснение явлениям квантовой физики. А Карл Прибрам развивал эту концепцию, потому что осознал бесперспективность общепринятой модели функционирования мозга, которая не в состоянии раскрыть множество нейрофизиологических загадок. Работая в различных областях науки, они пришли к сходным выводам. Весь материальный мир – всё, что мы воспринимаем как «наш мир», – не имеет собственной реальности, а является проекцией глубинного уровня мироздания, где не существуют привычные для человека понятия времени и пространства. Во Вселенной всё взаимосвязано и взаимозависимо, а ее устройство можно сравнить с устройством голограммы, где даже самая крошечная часть изображения несет информацию об общей картине. Однако это достаточно условное сравнение, поскольку в отличие от статичной голограммы, во Вселенной нет ничего неизменного, она динамична по своей природе, а значит, корректнее говорить не о голограмме, а голодвижении. Мозг воспринимает, обрабатывает, модифицирует и хранит информацию по принципу голографии. Он не отражает, как зеркало, точную копию реальности, но конструирует по определенному, сложившемуся шаблону, присущему сознанию конкретного индивида, одну из возможных многочисленных трехмерных версий внешнего мира. Подобно тому, как лазерный луч высвечивает одно из множества других изображений, записанных на голографической пластинке, сознание выбирает из многомерного «хаоса» большой реальности информацию в свойственном ему частотном диапазоне восприятия и формирует для себя трехмерную сенсорную «реальность».

Майкл Талбот, автор научно-популярных книг, в которых исследуются фундаментальные вопросы мировосприятия и миропонимания, опубликовал в 1991 году книгу под названием «Голографическая Вселенная». В основу этой работы положены идеи двух выдающихся мыслителей нашего времени: Дэвида Бома и Карла Прибрама. Первую часть своей книги Талбот завершает следующими словами: «Если соединить теории Бома и Прибрама, мы получим радикально новый взгляд на мир: наш мозг математически конструирует объективную реальность путем обработки частот, пришедших из другого измерения – более глубокого порядка существования, находящегося за пределами пространства и времени. Мозг – это голограмма, свернутая в голографической вселенной. Для Прибрама данный синтез означал, что объективный мир не существует – по крайней мере в том виде, к которому мы привыкли. За пределами привычного мира находится огромный океан волн и частот, в то время как реальность выглядит вполне конкретной только благодаря тому, что наш мозг преобразует голографические пятна в палки, камни и другие знакомые объекты, составляющие наш мир. Как мозгу (который сам состоит из частот материи) удается из таких нематериальных сущностей, как частотное пятно, синтезировать нечто, кажущееся твердым на ощупь? "Математический процесс, который Бекеши смоделировал с помощью своих вибраторов, является основополагающим для понимания того, как наш мозг конструирует образ внешнего мира", – утверждает Прибрам. Другими словами, гладкая поверхность фарфоровой чашки и ощущение песка на берегу под ногами на самом деле всего лишь утонченная версия синдрома фантомных болей. Согласно Прибраму, это не означает, что не существует фарфоровых чашек или песка на берегу. Это просто означает, что фарфоровая чашка имеет два совершенно различных аспекта своей реальности. Когда она пропускается через линзы вашего мозга, она проявляет себя как чашка. Но если снять эти линзы, мы ощутим ее как интерференционный паттерн. Какой из этих образов истинный, а какой ложный? "Истинны оба, – говорит Прибрам, – или, если хотите, оба ложны". Ситуация, конечно, не сводится к фарфоровым чашкам. Мы тоже обладаем двумя совершенно различными аспектами нашей реальности. Мы можем рассматривать себя как физические тела, движущиеся сквозь пространство. Или мы можем рассматривать себя как пятна интерференционных паттернов, свернутых в космической голограмме. Бом считает, что вторая точка зрения может быть даже более верной, поскольку рассматривать себя как голографический мозг, смотрящий на голографическую вселенную, – это снова абстракция, попытка разделить два объекта, которые в принципе не разделяются. Не расстраивайтесь, если вам трудно это понять. Сравнительно легко понять идею холизма, если нечто находится вне нас, например яблоко, записанное на голограмме. Гораздо труднее приходится в том случае, если мы не смотрим на голограмму, а являемся ее частью. Трудность восприятия идей Бома и Прибрама также свидетельствуют о радикализме их подхода. Утверждение Прибрама о том, что наш мозг сам конструирует объекты, бледнеет перед еще одним выводом Бома: мы сами конструируем пространство и время…».

Целостность мироздания

«Итак, когда нас что-либо не удовлетворяет в ходе вещей, то возникает это из недостатка нашего понимания. Ибо невозможно, чтобы всякий ум всё понимал отчетливо, и для наблюдающего только некоторые части целого (преимущественно перед остальными) не может быть видна гармония этого целого» (Готфрид Лейбниц: «Порядок есть в природе»).

«Как прекрасно почувствовать единство целого комплекса явлений, которые при непосредственном восприятии кажутся разрозненными» (Альберт Эйнштейн).

«Неразрывное единство мироздания проявляется не только в мире бесконечно малого, но и в мире сверхбольшого» (Эрнст Мах).

С формальной точки зрения, нейронаука (англ. neuroscience), или наука о мозге, и современная космология относятся к двум очень далеким друг от друга областям научного знания. Но с холистической позиции, все явления и объекты мира существуют и имеют смысл только как части целого. На фундаментальном уровне мир един и неделим, но мы воспринимаем его дискретно, как будто он состоит из отдельных частей. Принципу холизма не противоречит и общепринятая в науке теория большого взрыва, согласно которой мир, каким мы его знаем сейчас, возник из состояния сингулярности (от лат. singularis «единственный, особенный»). То есть из этого изначального сверхплотного состояния произошло всё, что мы называем Вселенной, включая человека, его мозг, разум и сознание. Если это так, то все организованные структуры в мире (от нейрона и нейронных сетей до галактики и галактических скоплений) формируются и развиваются по общим законам.

Группа ученых из Калифорнийского университета (Сан-Диего, США), возглавляемая Дмитрием Крюковым, занимается исследованием разных сетевых структур. С помощью компьютерного моделирования им удалось выяснить, что социальные сети и интернет формируются на основе тех же принципов, что и головной мозг. Затем ученые решили узнать, характерно ли это для всех сетей вообще, вне зависимости от их вида и размера. Объектом их исследования стала самая большая и самая древняя сетевая структура – наша Вселенная. Компьютерная симуляция развития ранней Вселенной показала, что по мере ее расширения увеличивалось и количество связей между частицами материи в галактиках. Сравнив картину формирования компьютерной Вселенной с моделями устройства социальных сетей и роста отдельных участков головного мозга, исследователи с удивлением обнаружили принципиальное сходство процессов их развития. Во всех сетевых структурах, будь это интернет, головной мозг или Вселенная, отдельные элементы связываются прежде всего не между собой, а с уже имеющими многочисленные связи крупными узлами. Результаты этой научной работы были опубликованы в 2012 году. Ученые уверены, что поразительное сходство разных по виду и размеру сетей не может быть просто совпадением. Вероятнее всего, что все сетевые структуры развиваются по одним и тем же неизвестным науке законам.

Несколько ранее, в 2011 году, иранские ученые Сейед Хади Анамруз, Дуглас Макконнелл и Хассан Азари из Университета медицинских наук города Керман опубликовали в международном журнале Physical Sciences итоги своего совместного исследования. Их работа представлена в виде сравнительного обзора теоретических и наблюдательных концептуализаций космической истории. Ученые попытались сформулировать основные законы космологии в рамках единой биологической системы, то есть предложили описание Вселенной с точки зрения клеточной биологии. Сейед Хади Анамруз и его коллеги утверждают, что черная дыра, расположенная в центре галактики, напоминает ядро клетки. А горизонт событий вокруг черных дыр напоминает ядерную мембрану. Он двухслойный, как и ядерная мембрана, не позволяет ничему, что вошло в дыру, выйти из нее. А ядерная мембрана защищает клетку и регулирует обмен веществ между ядром и его окружением. Черные дыры и клетки организма имеют еще одно общее свойство – электромагнитное излучение. «Почти всё, что существует в макромире, – заявляют исследователи, – отражается в биологической клетке как микромир. Проще говоря, Вселенная может быть изображена как клетка». Ученые допускают возможность существования неисчислимого множества вселенных, каждая из которых обладает своим набором физических законов. Они возникают из черных дыр, достигших пределов массы и плотности и перешедших в состояние сингулярности или «генома» будущей вселенной. Сначала новая вселенная расширяется, а после завершения цикла своего существования разрушается. «Возможно, – предполагают ученые, – согласно известной формуле Эйнштейна E=mc², метафизические и физические судьбы, воплощенные в энергии и материи, являются двумя обратимыми формами одного и того же». По мнению иранских ученых, современная космология нуждается в разработке новых исследовательских стратегий. Наиболее перспективной стратегией, способной сыграть революционную роль в развитии космологии, они считают голографическое моделирование. Статья исследователей под красноречивым названием «Сотовая вселенная: новая космологическая модель, основанная на голографическом принципе» посвящена раскрытию и обоснованию идеи голографического устройства Вселенной.

Концепцию голографической Вселенной предложил более сорока лет назад Дэвид Бом, специалист в области квантовой физики и любимый ученик Эйнштейна. В отличие от Нильса Бора, он не считал квантовую теорию завершенной и удивлялся, что Бор и его коллеги не уделяют должного внимания вопросу взаимосвязанности в микромире. В начале сороковых годов, еще будучи студентом Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Бом работал в Лоренсовской радиационной лаборатории (Lawrence Berkeley Radiation Laboratory). Там он занимался исследованием плазмы – газа, состоящего из большого количества электронов и положительно заряженных ионов и атомов. Поведение электронов в плазме его крайне озадачило: они вели себя не как отдельные частицы, а как организованные части единой системы. Плазма напоминала живой организм, она регенерировала себя и окружала оболочкой все попадающие в нее инородные тела. Спустя несколько лет, в период работы в Принстонском университете, Дэвид Бом, исследуя поведение электронов в металлах, обнаружил, что их движение только кажется хаотичным, а на самом деле в целом имеет высокоорганизованный характер. Он столкнулся с такой же ситуацией, как и при изучении плазмы: наблюдалась согласованность не только двух электронов, но целого океана электронов, каждый из которых будто знал, что делают остальные электроны. Коллективные движения элементарных частиц Бом назвал плазмонами. Это открытие поставило его в один ряд с выдающимися физиками.

После нескольких лет преподавания квантовой физики в Принстонском университете Дэвид Бом решил написать учебник, чтобы лучше разобраться в предмете. Его книга «Квантовая теория», вышедшая из печати в 1951 году, сразу приобрела статус классического изложения копенгагенской интерпретации квантовой механики. Она получила широкое признание среди физиков и была высоко оценена самим Эйнштейном. Но Бом понимал, что некоторые принципиальные вопросы так и остались без ответа, и поэтому продолжил поиск альтернативного объяснения связанности элементарных частиц. То, которое давала интерпретация квантовой механики, сформулированная Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, его не удовлетворяло. Дэвид Бом предположил, что субатомные частицы существуют и в отсутствие наблюдателя, а за пределами описанной Бором реальности есть не открытая наукой более глубокая реальность. Исходя из этих допущений, Бом постулировал существование поля на субквантовом уровне, которое назвал квантовым потенциалом. Это гипотетическое поле, по мнению Бома, пронизывает, как и гравитация, всё пространство, но его действие, в отличие от действия других полей, не ослабевает с расстоянием. Сила квантового потенциала, несмотря на его тонкую природу, равномерно распределена по всему пространству. Свой альтернативный взгляд на квантовую механику Дэвид Бом сформулировал и опубликовал в 1952 году. Позже его теорию, предполагающую существование более тонких уровней реальности, назвали причинной интерпретацией квантовой механики (также она известна как интерпретация Бома, квантовая теория с нелокальными скрытыми переменными, механика Бома, теория волны-пилота, теория де Бройля – Бома).

Отношение физиков к идеям Бома было в подавляющем большинстве отрицательным. Его яростно критиковали, а некоторые даже отказались рассматривать предложенную теорию, потому что точка зрения Бора настолько укоренилась в сознании физиков, что они не допускали саму возможность альтернативы ей. Подход Бома казался им непростительной ересью. В общем, это было похоже на сражение не столько физиков, сколько философов. Но, несмотря на острые атаки критиков, Бом стоял на своем. Некоторые физики, вопреки негодующему большинству, всё же заинтересовались «сумасбродными» идеями Бома. Среди них оказался и начинающий физик-теоретик Джон Стюарт Белл, ставший впоследствии известным ученым. Будучи уже знаменитым автором теоремы Белла (она же «неравенства Белла»), он вспоминал: «В 1952 г. я увидел статью Бома. В ней он предлагал ввести некоторые переменные, чтобы дополнить квантовую механику. Это было впечатляюще». Белл понял, что теория Бома предполагает наличие нелокальности. Он сразу же задумался над проблемой ее экспериментальной проверки, но только в 1964 году сумел полностью сосредоточиться на решении этой задачи. Вскоре ему удалось найти математическое обоснование эксперимента. Единственным препятствием для его осуществления был тогдашний уровень развития техники, не позволявший обеспечить необходимую точность измерения. С появлением соответствующих технических возможностей выполнение неравенств Белла многократно проверялось различными группами ученых. Первые успешные эксперименты были проведены в 1972 году Стюартом Фридманом и Джоном Клаузером. В 1981 году эксперимент осуществила группа ученых, которую возглавлял Ален Аспэ (Alain Aspect). Они использовали более совершенную технику, чтобы полностью соответствовать постановке задачи Белла. В последующие годы эксперименты усложнялись с целью добиться большей точности и чистоты. Опыты по проверке теоремы продолжаются до сих пор. Однако все они так или иначе подтверждают предположение Бома, что мир по своей природе нелокален.

Дэвид Бом был не только выдающимся физиком, но и глубоким мыслителем. Он понимал, что мировоззренческая позиция большинства ученых оказывает серьезное влияние на общий ход развития науки. Многие постулаты классической науки создавали препятствия новым идеям. Одним из таких постулатов было допущение, что любая теория, квантовая в том числе, может быть законченной. Но если природа бесконечна в своих проявлениях, рассуждал Бом, то ни одна теория не способна объяснить ее до конца. Поэтому отказ от подобных допущений пошел бы только на пользу научному поиску. Пытаясь обосновать конкретное следствие, наука ограничивается одной или несколькими причинами и игнорирует при этом множество остальных. Тогда как любое следствие может быть обусловлено огромной вереницей причин. Бом считал, что ученый всегда должен помнить, что ни одно из причинно-следственных отношений не возникает и не существует само по себе, все они взаимосвязаны и взаимозависимы. В действительности ничего нельзя отделить от Вселенной. На эту тему Дэвид Бом написал книгу под названием «Причинность и вероятность в современной физике», которая была опубликована в 1957 году.

Физики в целом сдержанно отреагировали на идеи Бома, дополняющие общепринятую интерпретацию квантовой механики. Большинство ученых отвергало существование нелокального взаимодействия. Оно не вписывалось в классическую картину мира и казалось абсурдным в контексте проверенных физических законов. Бом вынужден был приостановить дальнейшие исследования в этом направлении. В шестидесятые годы он сосредоточился на изучении порядка. Есть две категории классических объектов: упорядоченные и неупорядоченные. Упорядоченными называют объекты, части которых находятся в упорядоченном состоянии, а неупорядоченными – части которых находятся в неупорядоченном состоянии. Например, снежинки, какие-либо механические или электронные устройства, живые организмы – это упорядоченные объекты, а разбитая тарелка на полу, разобранный автомобиль или обрушенное здание – это неупорядоченные объекты. Углубившись в изучение закономерностей порядка, Бом обнаружил различные степени его проявлений. Всегда есть что-то более упорядоченное, чем остальное, и эта иерархия порядка продолжается до бесконечности. Он пришел к заключению, что вещи, которые кажутся нам неупорядоченными, могут таковыми и не являться. Возможно, порядок этих вещей имеет недоступную для нашего восприятия величину, и поэтому для нас они становятся неупорядоченными.

Как-то в одной из телевизионных передач Дэвид Бом увидел демонстрацию интересного опыта, который удивительным образом подтверждал его собственные умозаключения о природе порядка. В цилиндрический прозрачный сосуд, наполненный глицерином, помещали каплю чернил. Сосуд был устроен таким образом, чтобы его можно было вращать вокруг собственной оси. Вращение в одну сторону приводило к тому, что капля расползалась и исчезала, но вращение в обратном направлении восстанавливало исчезнувшую каплю. «Странный» эффект возвращения капли в исходное состояние показался Бому замечательным примером того, что порядок может быть как проявленным (явным), так и скрытым (имплицитным). «Этот опыт, – писал он, – поразил меня тем, что в точности соответствовал моим представлениям о порядке, то есть когда чернильное пятно расползалось, оно все-таки имело «скрытый» (то есть непроявленный) порядок, который проявлялся, как только капля восстанавливалась. С другой стороны, на нашем обычном языке мы сказали бы, что чернила были в состоянии «беспорядка», растворившись в глицерине. Этот опыт привел меня к новому определению порядка».

Поведение чернильной капли подтверждало все предыдущие выводы Дэвида Бома, к которым он пришел, изучая движение электронов в плазме и металлах. Он понимал, что все эти явления подчиняются какому-то общему принципу, и искал способ объяснить свою догадку, не вступая в противоречие ни с общей теорией относительности, ни с квантовой механикой. Бом заинтересовался методом объемной фотографии, который был предложен Деннисом Габором в 1947 году. Этот необычный фотографический метод, который назвали голографией, стал интенсивно развиваться уже после создания в 1960 году первых лазеров. Первоначально в качестве источника света использовались газоразрядные лампы, которые, в отличие от лазеров, не обладали стабильной длиной электромагнитной волны в достаточном временном диапазоне и поэтому не могли обеспечить приемлемое качество изображения. Голографический метод позволяет с помощью лазера регистрировать, а затем восстанавливать с очень высокой степенью точности изображения трехмерных объектов. Интерференционные изображения на голографической фотопластинке кажутся хаотичными для невооруженного глаза. Однако голограмма обладает скрытым порядком, как и расплывшаяся в глицерине чернильная капля, и плазма, в которой движения электронов кажутся случайными, но на самом деле имеют высокоорганизованный характер.

Голограмма стала для Бома мощной метафорой, наглядно объясняющей его понимание порядка. Чем больше он размышлял об этом, тем сильнее утверждался в идее, что устройство Вселенной основано на голографическом принципе. Бом предположил, что наша обычная реальность представляет собой некое подобие голографического изображения. Эта иллюзорная видимость физического мира возникает из более глубокого порядка бытия. Изначальный уровень реальности Бом назвал имплицитным, или скрытым, порядком, а наш повседневный уровень существования – эксплицитным, или раскрытым, порядком. Проявление и исчезновение любых физических форм – это результат беспрерывного и бесконечного процесса развертывания и свертывания двух порядков. Поэтому Бом предпочитал говорить о Вселенной не столько как о голограмме, сколько как о голономном движении (англ. holonomic movement).

В рамках своей концепции Бом нашел объяснение многим загадкам квантовой механики, даже такому «каверзному» явлению, как квантовая запутанность. Он был уверен, что элементарные частицы мгновенно взаимодействуют на сколь угодно большом расстоянии не потому, что обмениваются информацией со сверхсветовой скоростью, а потому, что их разделённость иллюзорна. Частицы кажутся нам отдельными объектами по той причине, что мы воспринимаем лишь часть действительности, тогда как они являются продолжением, или проекцией, более фундаментального единства, которое остается для нас невидимым. Также Бом по-своему объяснил влияние наблюдателя на субатомный мир. Отвергая идею Бора, что элементарные частицы существуют только в момент их наблюдения, он всё же признавал связь сознания и физической материи. Однако он был уверен, что большинство физиков заблуждается, разделяя реальность на части и утверждая, что сознание и элементарная частица взаимодействуют как две независимые сущности. Если все вещи – это не отдельные объекты, а аспекты голономного движения, то тогда нет смысла говорить о взаимодействии сознания и материи. Скорее можно сказать, что наблюдатель и есть само наблюдаемое. Наблюдателя невозможно отделить от всего, с чем он связан в момент наблюдения: это и измерительные приборы, и сама лаборатория, и результаты эксперимента, и даже то, что он ощущает, чувствует и думает. Сознание имеет материальную природу, но это тонкая форма материи, которая взаимодействует с другими формами не на нашем уровне реальности, а на уровне имплицитного порядка. Сознание присутствует всюду и всегда, во всех степенях свертывания и развертывания материи. Как заметил Бом: «Способность формы быть динамичной – это наиболее характерный признак сознания, и мы уже видим нечто сознательное в поведении электрона».

В естественных науках принято разделять все материальные объекты на живые и неживые. Бом считал ошибочным такое деление. Жизнь, как и сознание, присутствует в скрытом или раскрытом состоянии во «всей ткани вселенной», во всём, что мы привыкли абстрактно вычленять из голодвижения и ошибочно определять как независимые объекты. Поскольку всё состоит из элементарных частиц, а их разделенность и объектность – это иллюзия, то все вещи в мире на фундаментальном уровне бесконечно взаимосвязаны. Природа являет собой неразрывную паутину, в которой всё взаимодействует со всем. А там, где ничто не отделено друг от друга, даже время и пространство теряют качество основы и становятся не более чем проекциями. На этом глубинном уровне реальности прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно. Мало того, мы не можем быть уверенными, что на этом строение Вселенной заканчивается. Возможно, голографический уровень – это лишь одна из ступеней бесконечной эволюции. Первые статьи на эту тему Дэвид Бом опубликовал в начале семидесятых годов, а законченный труд, представляющий радикально новую картину мироздания, был издан в 1980 году под названием «Целостность и имплицитный порядок».

Грандиозная цель

«Мы всё еще живем в периоде детства человечества. Все эти горизонты начинают зажигаться в наши дни: молекулярная биология, ДНК, космология. Мы просто дети, ищущие ответа» (Джон Уилер).

Первые компьютерные модели нейронных сетей разрабатывались еще в середине XX века. Тогда же появился термин «нейронная сеть». Сформировалось два исследовательских направления: изучение биологических процессов в головном мозге и использование нейронных сетей для создания искусственного интеллекта. К сожалению, полвека назад компьютеры не обладали достаточной для этих целей вычислительной мощностью, и это стало серьезным препятствием в работе ученых. К концу шестидесятых годов интерес к изучению нейронных сетей значительно ослабел. Дальнейшие исследования активизировались лишь с появлением компьютеров, способных эффективно обрабатывать необходимые для больших нейронных сетей объемы данных. Несмотря на то что за последние 10–15 лет были получены обнадеживающие промежуточные результаты в обоих направлениях исследований, многие ученые настроены весьма скептически в отношении принципиальной решаемости поставленных задач в обозримой перспективе из-за технической неготовности современной науки реализовывать исследовательские проекты такого масштаба. Да, нынешние суперкомпьютеры по своим вычислительным возможностям смешно даже сравнивать с первыми ЭВМ, но даже их мощностей оказалось недостаточно для создания полноценной компьютерной модели человеческого мозга. Отобразить всю сложность его устройства и функционирования методом компьютерного моделирования, возможно, когда-нибудь в будущем и удастся, но для проведения необходимых для этого вычислений потребуются принципиально иные компьютеры. Мозг человека содержит около ста миллиардов нейронов. Их несколько сотен видов. Это сопоставимо с количеством звезд в галактике или количеством галактик в наблюдаемой Вселенной. Все нейроны создают в постоянном взаимодействии примерно тысячу триллионов синаптических связей, что равнозначно количеству секунд в тридцати миллионах лет. В целом, число состояний всей системы человеческого мозга превышает количество атомов в известной нам Вселенной. Это самый сложный и загадочный объект научных исследований. Семь десятилетий назад ученые еще не могли адекватно оценить объемы предстоящей работы. Осознание грандиозности цели вызревало долгие годы. Пожалуй, на сегодня это самое важное достижение среди всех остальных, как в области компьютерного моделирования нейронных сетей головного мозга человека, так и в исследованиях, нацеленных на создание искусственного интеллекта. Оба направления взаимозависимы. Развитие каждого из них требует одних и тех же технических условий. И успех одного невозможен без успеха другого.

Тем, кто не интересовался научной проблематикой, может показаться, что изучать мозг проще и легче, чем устройство физической Вселенной: он осязаем, его можно очень точно измерить и взвесить, можно препарировать и даже превратить в кашицу с целью скрупулезного подсчета нейронов, а вот узнать структуру и состав космических объектов таким способом нельзя. Но это некорректное представление. Во-первых, все эти манипуляции уместны лишь для тканевого уровня исследований, а во-вторых, ученые уже давно научились неплохо измерять и взвешивать космические объекты, определять их химический состав и другие характеристики без необходимости тактильного контакта с ними. В целом же, исследование мозга сопровождается ничуть не меньшим набором сложностей и препятствий, чем изучение законов Вселенной. Ведь внутренние живые процессы, происходящие на клеточном, молекулярном и атомарном уровнях мозга, настолько же удалены от наблюдающего их нейробиолога, насколько удалены от астрофизика наблюдаемые им галактики и звёзды.

В 2005 году стартовал нейрологический проект Blue Brain. Его участники поставили амбициозную цель: создать компьютерную симуляцию человеческого мозга. К 2007 году им удалось разработать самую сложную на то время компьютерную модель головного мозга в мире. Но не человеческого, а крысиного. И не всего мозга, а лишь небольшого участка соматосенсорной коры – области, которая связана с чувством осязания крысы. Модель представляет собой симуляцию 31 000 нейронов головного мозга, которые связаны между собой 37 миллионами синаптических связей. Но даже при симуляции одного небольшого участка крысиного мозга суперкомпьютер Blue Gene, использовавшийся в проекте Blue Brain, вынужден был совершать около миллиарда вычислений каждые 25 микросекунд (или 0,025 миллисекунды). Симуляция же человеческого мозга требует обеспечить в миллиард раз больше вычислений. Самые мощные в мире компьютеры на это еще не способны. Конечно, если главная цель проекта и будет достигнута, то не скоро. Большинство нейрологов сомневаются в успехе смелого начинания, но исследователей не смущает скептическое отношение коллег, они полны решимости добиться своей цели. «Это большой вызов для суперкомпьютеров, но мы работаем в тесном сотрудничестве с IBM, чтобы улучшить технологию», – заявил несколько лет назад в интервью журналу Nature нейробиолог Генри Маркрэм, который руководил проектом Blue Brain. Сейчас Генри Маркрэм возглавляет европейский мегапроект по моделированию человеческого мозга Human Brain Project (HBP). В нем принимают участие более ста научных групп со всего мира. В 2013 году HBP получил от Еврокомиссии грант на один млрд евро. К 2023 году участники проекта планируют синтезировать всё знание о человеческом мозге в единой полноценной компьютерной модели. На сегодня ученым из HBP удается моделировать активность почти миллиона нейронов.

Существуют и другие проекты, моделирующие с помощью суперкомпьютера деятельность мозга в реальном времени. В 2013 году администрацией президента Обамы был одобрен проект Brain Initiative, он же Brain Activity Map Project (BAMP). В течение десяти лет на его финансирование запланировано выделить из федерального бюджета США три миллиарда долларов. До 2023 года американские ученые намереваются зафиксировать и картографировать активность всех нейронов человеческого мозга. Для достижения поставленной цели ученые собираются применять не только апробированные методы, но и совершенно новые, основанные на нанотехнолигиях. Информацию об активности нейронов и синапсов из мозга живого человека будут передавать в компьютер с помощью беспроводной связи нанороботы. К картированию мозга человека ученые приступят уже после того, как добьются успеха в составлении виртуальной карты нейронных взаимодействий (коннектома), происходящих в реальном времени в мозгу плодовой мухи дрозофилы и некоторых других насекомых и животных. Проект Human Connectome Project (HCP), инициированный в 2009 году Национальным институтом здоровья США, тоже нацелен на наиболее полное картирование связей между нейронами человеческого мозга. Термин «коннектом», который присутствует в названии этого проекта, появился в научном лексиконе в 2005 году для обозначения карты нейронных соединений в мозге или полного описания структуры связей в нервной системе организма. Первым был полностью описан коннектом червя-нематоды Caenorhabditis elegans. Длина этой свободноживущей нематоды составляет меньше одного миллиметра, а нервная система насчитывает всего триста два нейрона и около семи тысяч соединений. Тем не менее, для определения коннектома простого почвенного червя потребовалось двенадцать лет коллективного научного труда. Исследования начались в 1974 году, а результаты картирования были опубликованы в 1986 году. К концу девяностых годов был секвенирован геном Caenorhabditis elegans. Он содержит приблизительно двадцать тысяч генов, а длина его составляет примерно сто миллионов пар оснований. Сейчас круглый червь Caenorhabditis elegans считается наиболее изученным среди всех живых организмов, но и спустя тридцать лет после описания его коннектома (очень простого, кстати, по сравнению с человеческим) ученые по-прежнему не знают, как нервная система червя формирует его поведение. Учитывая эти факты, можно представить, насколько сложную задачу пытаются решить участники Human Connectome Project, Brain Activity Map Project, Human Brain Project и других подобных проектов. Некоторый оптимизм вселяет объем финансирования всех нейропроектов – примерно тридцать миллиардов долларов. И он имеет тенденцию к увеличению. Это помимо текущего финансирования нейронаук. Только в США на их развитие выделяется ежегодно семь миллиардов долларов. Так или иначе, в течение ближайших десятилетий можно ожидать серьезного прорыва в этом направлении исследований.

В 2012 году журнал Science опубликовал результаты исследования, проводившегося в рамках проекта Human Connectome Project. Ученые с помощью нового мощного сканера смогли «добраться» не только до структуры коры головного мозга, но и до более глубоких его структур. Они с удивлением обнаружили совсем не то, что предполагали: базовая структура мозга оказалась не запутанным лабиринтом поворотов и изгибов, а простой трехмерной сеткой. В сканере, которому дали амбициозное название «Connectom», задействована новая технология: диффузная спектральная томография (DSI). Это вариант магнитно-резонансной томографии (MRI), в которой магнитное поле используется для составления схемы жидкости, содержащейся в нейронных волокнах. В результате получается схема из пересекающихся паттернов. Технология DSI использовалась и ранее, но мощное магнитное поле, которым обладает сканер «Connectom», позволило существенно увеличить разрешение изображения: оно стало в десять раз больше, чем у конвенциональных сканеров. Ученые просканировали мозг у четырех умерших обезьян, относящихся к разным видам, а также мозг живого человека. После обследования основных ветвей мозга ученые, манипулируя масштабом изображения, пошагово изучали другие ветви. Выяснилось, что ветви мозга перпендикулярно пересекаются, образуя тем самым двухмерные полосы, напоминающие линии шахматной доски. В свою очередь, эти двухмерные полосы пересекаются со смежными двухмерными полосами. Таким образом формируется трехмерная сетка. И не только в коре головного мозга, но и в более глубоких его слоях, в том числе в центрах памяти и эмоций. Исследование показало, что сетчатая структура мозга наблюдается как у человека, так и у обезьян. «Схема мозга не похожа на электропроводку, которая требует лишь правильного соединения конечных точек, – объясняет Ван Веден, руководитель данного исследования. – Точнее сказать, сетчатая структура – это язык мозга; она выполняет работу по образованию нейронных соединений мозга, одновременно модифицируя его». Глубинные соединения мозга похожи на аккуратно распределенные линии «проводов». Формирование сетчатого паттерна происходит в процессе перпендикулярного пересечения параллельно расположенных групп нейронов. Предполагается, что трехмерная сетка с ее прямыми линиями и правильными углами служит простой трафаретной основой, по которой формируются под влиянием генетических, патологических или внешних факторов новые соединения нейронов.

Нейрологам еще многое предстоит узнать о человеческом мозге, впрочем, как и космологам – о Вселенной. Нераскрытые пока тайны жизни, разума, сознания, странности и парадоксы мира субатомных частиц, загадки космоса с его невообразимыми пространственно-временными масштабами интригуют философов и психологов, побуждают к дальнейшему поиску биологов, физиков и астрономов, вдохновляют писателей-фантастов и футурологов. А всё, что уже известно о мозге и Вселенной, дает пищу к размышлению и толчок к созидательному действию пытливым, любознательным и творческим людям. Наши представления о себе и мире меняются под влиянием новых научных открытий.