Свобода волі з позицій сучасної фізики

1. Питання про свободу волі в філософії

   Питання про те, можлива, і чи існує взагалі свобода волі – давній предмет філософських роздумів. Античні філософи в більшості своїй вибудовували вельми фаталістичну картину світу, в якій людині відводилася роль не більша, ніж порошині на вітрі, або, в кращому випадку, як акторові, якому залишається, слідуючи сценарію лише гідно зіграти свою роль. У грандіозних метафізичних побудовах людина опинялася лише іграшкою в руках космічних сил. Принципово новий підхід найбільш чітко виражений у Августина Аврелія, одного з апологетів християнської філософії. У своєму творі “Про свободу волі” він звертає увагу на важливий момент. Якщо у людини немає свободи вибору, то не може бути і поняття гріха. Бог наділив людину можливістю вибирати, і вибирати – вільно. Свобода автоматично означає і відповідальність за наслідки свого вибору. Таким чином, закладається база, яка робить можливими, як такі, міркування про моральність, моралі, цінностях, тобто про все, що становить предмет філософської аксіології (вчення про цінності — прим. Технократ). Августин використовував цю базу для введення поняття гріха, визначення, що таке добро (правильний, богоугодний вибір, “шлях істинний”) і зло (вибір неправильний, до речі, таким чином, виходить, що зло у множині, а добро — єдине, як єдина Істина). Але нас цікавить зараз не стільки визначення, що є добро і зло, а саме сама можливість подібного. Адже якщо в більшості своїй, філософські побудови були чисто умоглядно-теоретичними, то, починаючи з епохи Нового часу, фізична наука стала малювати раціонально обгрунтовану картину світу. У цій роботі ми поговоримо про те, як змінювалися погляди фізичної науки на проблему свободи вибору і спробуємо розібратися – чи залишає сучасна фізика і її закони місце для волі?

2. Еволюція фізичного детермінізму

   Історично першим виникло те, що ми зараз називаємо класичною фізикою, або класичною механікою. Механіка – малює механічну картину світу – тобто таку, в якій весь світ виглядає єдиним “годинниковим механізмом”, зв’язки об’єктів в ньому – жорсткі і однозначні, як між зубчастими колесами годин. Поведінка всіх тіл в світі повністю детерміновано, воно підкоряється законам класичної механіки Ньютона-Лапласа. І тому ми, знаючи поточні координати і рівняння руху всіх тіл в полі тяжіння, можемо передбачити все його подальше поводження (обчислити його положення в будь-який момент часу – як минулого, так і майбутнього). Зрозуміло, що в такому випадку ні в якого з тіл, в тому числі і живих не може бути ніякої свободи, а всю їх поведінку теоретично можна пояснити зведенням до фізичних закономірностей.

Подальший розвиток розвів “оптимізм” фізиків, коли стало зрозуміло, що поведінка складних систем залежить від такої величезної кількості факторів і змінних, яких ми ніколи не зможемо дізнатися і врахувати. Так народилася статистична фізика, що оперує вже поняттями “випадковості” і дивовижною властивістю ентропії – мірою нашого незнання про мікростани системи, мірою “хаотичності”. Але, тут важливо підкреслити, що в статистичній фізиці ця хаотичність – тільки лише міра нашого незнання, тобто по колишньому покладається, що реально все детерміновано, але ми не в змозі простежити поведінку кожної з мільярдів частинок тіл і вирішити для них в два рази більше диференціальних рівнянь (по два на частинку), а якщо б і змогли на яких-небудь суперкомп’ютерах, то не змогли б “загнати” в ці комп’ютери початкові умови, які описують поточний стан конкретного газу, щоб передбачити його майбутнє. Іншими словами, ми як і раніше допускаємо існування єдиного “світового рівняння”, але визнаємо межі нашої пізнавальної здатності до його знаходженню та рішенням, притому примудряючись обчислити і навіть використовувати чисельну міру нашого незнання.

Справжній же переворот стався з появою на початку 20-го століття квантової механіки. Вірогіднісні описи (за допомогою апарата т.зв. хвильових функцій) поведінки мікрооб’єктів, згідно з усталеною вже й перевіреної копенгагенської інтерпретації, є не наслідком нашого незнання деяких прихованих параметрів, а являє собою просто природу об’єктів мікросвіту. Це означає, що на відміну від макрооб’єктів звичного нам “великого” світу, чію поведінку можна однозначно передбачити використовуючи закони класичної фізики, об’єкт, що володіє (в силу малості розмірів) помітними квантовими властивостями має реальний вибір між варіантами своєї поведінки. Так, наприклад, електрон, що пройшов через дифракційне отвір і летить далі на екран (на якому ми будемо спостерігати дифракційну картину), може, теоретично, потрапити в будь-яку з точок екрана. Звичайно, для кожної точки екрану можна прорахувати вірогідність попадання туди електрона (вона чисельно дорівнює квадрату значення його хвильової функції в цій точці), але “останній вибір” все одно залишається за електроном. Як же частинка (квант, електрон) вибирає, в яку точку йому потрапити? Відповідь копенгагенської школи – ВИПАДКОВО! Тобто, хоча природа і нав’язує деякі переважні вибори, але немає принципового заборони вибрати навіть самий малоймовірний варіант.

Свобода вибору! Чи не правда, дивно чути таке словосполучення у фізиці? Нам звичніше вживати його у відношенні людської поведінки, свідомої поведінки, розуміючи його як свободу волі. Але свобода волі поняття дещо ширше, ніж свобода вибору, тому передбачає ще й апарат цілепокладання, тобто здатність свідомо мислячого ще й робити припущення про наслідки свого вибору. Квантова частинка такого “цілепокладання”, природно, не робить, для неї вибір абсолютно випадковий. Випадковість виборів квантових частинок робить можливим статистичний підхід до вивчення макросистем. Так з випадковості народжується закономірність, а значить – вся класична фізика, успішно пояснює багато законів поведінки неживої природи. Але ключ до пояснення феноменів життя і свідомості вона нам дати не може. Для цього нам прийдеться знову звернутися до основ – квантової фізики.

3. Холістична парадигма в фізиці

   Свободу робити випадкові вибори людина перетворює на ділі на невипадковий вибір тому, що знає про досвід інших виборів і вживає відповідних і в певній мірі наступні з цього досвіду вирішення. А як у цьому відношенні поводяться квантові частинки? Адже вони не вміють мислити, ні про яке “цілепокладання” у них і мови бути не може. Але тим не менше, навіть їхні вільні вибори не завжди випадкові!

Мова йде про т.зв. заплутанні стани, “entangled states” (про частки в такому стані йдеться в знаменитому уявному експерименті Ейнштейна-Подольського-Розена, тому такого роду зв’язок ще називають ЕПР-зв’язком). “Заплутування” системи частинок можна (не вдаючись у тонкощі математичного апарату) визначити як опис кожної з цих частинок однієї і тієї ж хвильовою функцією – т.зв. когерентність їх власних хвильових функцій. Забезпечується така когерентність, як правило, загальним походженням обох частинок з однієї системи. Твердження про те, що після розльоту, просторового розділення частинок, вони як і раніше залишаються єдиною системою, за рахунок того, що між ними залишається зв’язок неенергетичного характеру (гіпотеза нелокальності) складає основу т.зв. холістичного (цілісного) підходу в квантовій фізиці.

Як вже говорилося, в квантовому світі частинки завжди “роблять вибір в останню чергу”, тільки коли їх “примушують” цей вибір робити. І це стосується будь-якого їх параметри, в тому числі і спіна. Припустимо, якщо ми “ловимо” вільний не “заплутаний” електрон, то можемо виявити його в одному з двох можливих станів. Спін у електрона завжди 1/2, але напрямок може бути одне з 2-ох, або +1 / 2 або -1 / 2 щодо обраної для вимірювання осі. Для нас “вибір” електрона, тобто та проекція, яку ми виявимо при вимірюванні, абсолютно випадкова. Для нього – теж. Але тільки якщо він не знаходиться в “заплутаному” стані з іншим електроном. Якщо ж знаходиться, наприклад, коли обидва електрона народжені розпадом системи з цілим 0-вим спіном, то вибір нашого електрона і раніше буде випадковий, але – вибір другого електрона, при аналогічному вимірі над ним, випадковим вже не буде. Так як стани електронів “заплутані”, вони обидва залишаються цілісною системою (якою були до розпаду вихідної частинки), яка як і раніше зобов’язана (згідно з принципом Паулі) мати загальний цілий спін рівний нулю! І якщо ми виявляємо один з електронів зі спіном -1 / 2 це відразу ж буде означати, що для другого електрона аналогічний вимір дасть +1 / 2. І цей логічний (імпліктивного, “імплікація” – логічне слідування) висновок ми можемо навіть назвати “знанням” про наслідки вибору першого електрона.

Хто володіє цим знанням – ми (експериментатори), цілісна система заплутаних електронів, або другий електрон після вибору, зробленого першим – питання філософське. Це, якщо дозволити собі деяку сміливість думки, знання в чистому вигляді, інформація без носія, так би мовити, ментальна складова буття. Ця складова не існує в світі актуально спостережуваному (тобто спостережуваному за допомогою актів виміру, а взагалі-кажучи, актів поглинання-випускання квантів), вона являє собою світ потенційних можливостей. І цей світ піддається математичному опису. Зрозуміло, теж обмеженому нашими знаннями, як це було і у випадку статистичної фізики. Тим не менш, це “новий” для фізиків світ, який давно знайомий нам із зовсім іншої сфери культури.

4. Визначення поняття “Свобода волі”

   Виходячи з вищевикладеного, я дозволю собі запропонувати тут своє, гранично обережна і коректне визначення поняття “свободи волі”.

Вибір за наявності свободи вибору завжди робиться на основі знання, але розуміти знання тут слід в дуже широкому сенсі, як не енергетичну причетність до деяких цілісних структур, які і обмежують вибір. Так як ми не можемо простежити енергетичні причини зробленого вибору, тобто простежити причинно-наслідкові зв’язки, нам цей вибір здається випадковим, а причину, що спонукала його зробити ми називаємо “волею”.

Таке визначення, яке спочатку замислювалося просто для пояснення того факту, що ЕПР-кореляции відбуваються без якого б то не було обміну енергією і причини, що змушують “заплутані” частинки робити свій вибір чисто “інформаційні”, дивним чином опинилося близько до поняття впливу “егрегора “- тонкої структури ментального світу в езотеричних навчаннях, які визначають свідомість як” підключення до егрегору “, а феномен життя – як явище підпорядкування тіл як фізичним законам, так і ментальним. Розмірковуючи далі на цю тему ми прийдемо до вічного, напевно, для філософії питання про співвідношення духу і матерії. Але перш, потрібно подумати – а чи маємо ми право на такі думки, або використання слів “знання” і “воля” – лише красиві метафори? Іншими словами – чи можуть квантові ефекти бути ключем до пояснення феноменів життя, свідомості та свободи волі?

5. Свобода на субквантовому рівні як основа для життя

   На думку “батька кібернетики” Н. Віннера саме наявність свободи вибору дозволяє складним системам самоорганізовуватися, наявність зворотних зв’язків у таких системах дозволяє набувати знання, які допомагають обмежити цю свободу тими варіантами, які вигідні для системи. Точніше, з самого факту існування самоорганізації, робиться висновок про те, що як необхідна умова, в основі самоорганізованих живих систем, повинні лежати механізми, що забезпечують можливість вільного вибору та реалізації “волі до самоорганізації”. Про природу цього вибору ми можемо поки тільки робити припущення. Квантова фізика тут надає нам чудовий матеріал.

Так, в огляді [1] показано, як невизначеність на субквантовому рівні може служити обгрунтуванням природи феномена життя. “Дуже важко уявити собі рубіж появи свободи волі на кордоні між неживим світом і життям. Набагато більш природним є припущення про те, що свобода волі є іманентним, тобто внутрішньо притаманним властивістю всього світу. Тільки на основі цього початкового положення можна піти від безглуздого, повністю детермінованого механістичного світу до світу живого і такого, що розвивається “[1, с 332]. Свою думку автор аргументує цілком конкретної гіпотезою. Опустивши нескладну математичну аргументацію і посилання на розрахункові роботи, можна описати її таким чином. Очевидно, що в рамках динамічних взаємодій, тобто пов’язаних з перенесенням енергії – причинно-наслідковими зв’язками, існує обмежена швидкістю світла область простору-часу, в якій елементи системи можуть обмінюватися між собою сигналами. Точки поза цією областю не можуть перебувати в причинно-наслідкового зв’язку. Далі припустимо, що квантові колапси відбуваються таким чином, що вони за рахунок квантових кореляцій (ЕПР-зв’язку) можуть переносити надсвітлові сигнали, тобто допустимо можливість “квантових телеграфів”. Але у надсвітлового зв’язку теж є певне обмеження – для надсвітлової комунікації потрібне створення “лінії зв’язку”, наприклад, пучка атомів, що знаходяться в кореляційному зв’язку з електронами. На підготовку такої “лінії зв’язку” йде час Т, зване часом релаксації. Сама система з таким механізмом називається релаксуючої. Якщо є багато релаксуючих систем, то з’являється можливість естафетноого надсвітлового зв’язку на відстані, значно більших ст (с – швидкість світла). “При цьому кожна з систем може безпосередньо обмінюватися інформацією тільки з сусідньою системою. Але оскільки цей зв’язок надсвітловий, то на відміну від зв’язку на світлових сигналах, він не зобов’язаний бути із великим запізненням, навіть якщо мова йде про далеко рознесені системи. Їм достатньо лише бути пов’язаними з ланцюжком релаксуючих систем, що перетинаються. Такі пов’язані релаксуючі системи нагадують живий організм “[1, с 338]!

Іншими словами, Кадомцев вказує на можливість пояснення феномена життя, як самоорганізованої системи, здатної виявляти “волю” для збереження цілісності своєї структури, на основі явища кореляційних зв’язків. Але ми на цьому не будемо зупинятися і спробуємо поширити цей підхід і на найбільш важливе питання – феномен розуму і свободи волі людини.

6. Холістичний погляд на природу свідомості

   Звернемося до концепції реляційного холізму, запропонованої в [3]. Відзначимо, що на відміну від багатьох інших сучасних філософських концепцій, часто нагадує поетичні шедеври, реляційний холізм, який грунтується на природничо-наукових підставах – дані з математичної та фізичної науки, перш за все – на вже згадану холістичну парадигму квантової механіки. У 5-му розділі “Природа свідомості” робиться припущення про те, що можливою основою породження свідомості можуть бути ЕПР-кореляції в синаптичних переходах в мозку. “У мозку в надлишку існують умови, в силу яких єдина вихідна квантова система, що виникла в результаті подразнення рецептора периферичного нерва переживає (багаторазове) розщеплення … Переживши таке розщеплення, система, тим не менше, залишається єдиною … Сам по собі такий зв’язок між одиничними подіями ще не є свідомість, але … якщо частота таких кореляційних переходів досягає досить високого рівня, може виявитися, що в результаті масового характеру таких подій … формується якісно новий стан – унікальна властивість функціональної цілісності, в силу якого вся система реагує на те, що надходять роздратування як неподільна цілісність … яка і буде становити “субстаціональну” основу нашого абстрактного “Я” [3, c. 341-343].

Отже, якщо в основі свідомості лежать субквантові явища, то і спосіб прийняття свідомих рішень, носить ймовірнісний (квантомеханічний) характер. Вибір кінцевого рішення з усього спектра можливих здійснюється “випадково”, тобто залишає місце для вольового вибору. Волю потрібно розуміти в сенсі даного вище визначення – чи в традиційно-езотеричному розумінні “душі” (причетності до неенергетичних інформаційних структур), або, якщо залишатися в руслі чисто матеріалістичної парадигми, як щось не випадкове, джерело якого простежити неможливо. Але в будь-якому випадку, мова йде про неенергетичні природні причини, кінцевого вибору і тому він може вважатися вільним.

Цікаво, до речі, що вивчення процесів, що лежать в основі розумової діяльності за допомогою моделювання нейронних мереж дозволяє нам, хоча б у першому наближенні, поширювати знання особливостей їх роботи і на наші уявлення про людський розум, дає схожі висновки. Результати роботи нейронної мережі при вирішенні задачі обробки вхідних сигналів і прийняття відповідного їм рішення ніколи не бувають однозначними, а тільки ймовірнісними. Повністю точної відповіді така мережа не дасть ніколи. Прийняття остаточного рішення – по-великому рахунку, залишається вольовим актом того, хто користується результатами її роботи (докладно на цю тему див, наприклад в [4]).

Використовувати квантовомеханічний підхід для пояснення природи свідомості пропонує також М.Б.Менскій [2]. Він також ототожнює редукцію хвильової функцій (вибір однієї з альтернатив) з актом “розуміння” – самим примітивною формою роботи свідомості. “При такому ототожненні свідомість стає одночасно предметом фізики та психології, тобто стає кордоном і здійснює зв’язок природничо-науковвих та гуманітарної культур” [2, с. 69]. У тій же статті він пропонує і гіпотезу про “активну свідомості”, здатну впливати і здійснювати вибір однієї з альтернатив “не випадково”, що, згідно з нашим визначенням і є свобода волі.

7. Висновки

   Так чи дає сучасна фізика ствердну відповідь на питання – чи є в пропонованій нею картині світу місце для свободи волі? Відповідь слід давати обережно. Квантова фізика зіткнулася з тим, що, можливо, може послужити обґрунтуванням свободи волі людини. Або, що ще більш сміливе твердження – з тим, що, можливо, не може бути пояснено ніяк інакше, окрім як вольовим втручанням.

Значення цього твердження для філософії незаперечне, тому що воно “перекидає міст” від матерії до духу, пов’язує онтологію – вчення про буття (з якого народилася фізична наука) з аксіологією – вченням про цінності. Будь-які міркування про цінності, добро і зло, справедливість і гріх, можливості вибирати, змінювати і направляти розвиток людини, суспільства, світу стають можливі тільки при відсутності тотального детермінізму, неоднозначно певного майбутнього, за наявності свободи вибору між ймовірними варіантами розвитку. Природа надає тільки ймовірності різних варіантів. Щоб описати те, на основі чого відбувається кінцевий вибір в нашій мові є тільки одне доречне слово – воля.

Корнілов В’ячеслав Олександрович,

аспірант кафедри теорії культури і філософії науки ХНУ,

випускник фізичного факультету ХНУ;

Переклад Технократ

Література

 – 1. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. – М.:Редакция журнала УФН, 1997;

— 2. Менский М.Б. Квантовая механика и мост между двумя культурами // Вопросы философии, 2004, N6.

— 3. Цехмистро И.З. Холистическая философия науки. – Издательск. дом “Университетская книга”, Сумы, 2002;

— 4. Нейронные сети. Statistica Neural Networks: Пер. с англ. – М. Горячая линия-Телеком. 2001;